JP2016222561A - （ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法および（ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンの製造方法 - Google Patents
（ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法および（ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】低コストで高選択的に（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを製造できる（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法を提供する。
【解決手段】３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンを含む混合物中の３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンに、ハロゲン化水素を付加する付加工程を有する。また、この付加工程後のハロゲン化水素付加物からハロゲン化水素を脱離させて、（Ｅ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンを（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンに異性化する脱離工程を有する。
【選択図】なし
【解決手段】３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンを含む混合物中の３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンに、ハロゲン化水素を付加する付加工程を有する。また、この付加工程後のハロゲン化水素付加物からハロゲン化水素を脱離させて、（Ｅ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンを（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンに異性化する脱離工程を有する。
【選択図】なし
Description
本発明は、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法、および、この（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを合成中間体とする（Ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンの製造方法に関する。
従来、（Ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンの製造方法としては、特許文献１に記載されたように、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンまたは（Ｅ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを不斉水素化する方法が知られている。
この方法にて、光学純度が良好な（Ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンを得るためには、高純度の（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンまたは（Ｅ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを使用することが重要である。
そして、高純度の（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを得る方法としては、特許文献２および特許文献３に記載された方法で得られる３−メチル−２−シクロペンタデセノン類の混合物を精密蒸留やカラムクロマトグラフィーにて分離する方法が知られている。
また、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法としては、特許文献４に記載されているように、３−メチル−１−トリメチルシロキシ−１−シクロペンタデセン等から合成する方法が知られている。
一方、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンではなく、（Ｅ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法としては、特許文献５に記載されたように、３−メチル−２−シクロペンタデセノン類を異性化して、（Ｅ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを得る方法が知られている。
また、特許文献６に記載されたように、類似化合物であるメチル基の無い２−シクロペンタデセノンと、３−シクロペンタデセノンとの混合物から異性化反応により、（Ｅ）−２−シクロペンタデセノンを製造する方法が知られている。
上述の特許文献２および特許文献３に記載された方法で得られる３−メチル−２−シクロペンタデセノン類の混合物を、精密蒸留やカラムクロマトグラフィーにて分離する方法では、高純度の（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンが得られるが、収率が低く、精製により製造コストが上昇してしまう問題がある。
上述の特許文献４に記載された（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法では、高価なパラジウム塩を使用するため、製造コストが上昇してしまうという問題がある。
上述の特許文献５および特許文献６に記載された方法では、異性化によって（Ｅ）−体を選択的に得る方法であって、（Ｚ）−体の選択的な製造には適用できず、異性化によって（Ｚ）−体を選択的に得る方法は知られていない。
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、低コストで高選択的に（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを製造できる（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法、および、この製造法により得られた（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを合成中間体とする（Ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンの製造方法を提供することを目的とする。
請求項１に記載された（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法は、３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンを含む混合物の３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンにハロゲン化水素を付加する付加工程と、この付加工程後のハロゲン化水素付加物からハロゲン化水素を脱離させる脱離工程とを備え、これら付加工程および脱離工程により、前記混合物中の（Ｅ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンを（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンに異性化させるものである。
請求項２に記載された（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法は、請求項１記載の（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法において、脱離工程を、比誘電率１１以下の溶媒の存在下で行うものである。
請求項３に記載された（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法は、請求項１または２記載の（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法において、脱離工程を、金属アルコキシドおよび金属アミドの少なくとも一方の存在下で行うものである。
請求項４に記載された（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法は、請求項１ないし３いずれか一記載の（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法において、異性化後の異性体混合物から（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを分離する分離工程を備えるものである。
請求項５に記載された（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法は、請求項４に記載された（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法において、分離工程で分離された（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノン以外の成分を付加工程へ循環させる循環工程を備えるものである。
請求項６に記載された（Ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンの製造方法は、請求項１ないし５いずれか一記載の（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法により得られた（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを不斉水素化するものである。
本発明によれば、付加工程および脱離工程により、混合物中の（Ｅ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンを（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンに異性化させるため、選択率を向上でき、低コストで高選択的に（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを製造できる。
また、本発明によれば上述のように得られた（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを不斉水素化するため、低コストで（Ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンを製造できる。
以下、本発明の一実施の形態の構成について詳細に説明する。
本発明の一実施の形態である（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法は、３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンを含む混合物中の（Ｅ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンを（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンに異性化する。
すなわち、例えば［化１］に示す化学式において、構造式１，２，３，４を含む３−メチルシクロペンタデセノン類の５種類の異性体混合物中の少なくとも構造式１，３，４の化合物を構造式２の化合物である（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンに異性化する。
構造式１，２，３，４の化合物を含む混合物には、構造式５の化合物が含まれていてもよい。また、構造式５の化合物が含まれている場合には、異性化工程において構造式５の化合物は、構造式１，３，４の化合物とともに構造式２の化合物に異性化される。
なお、異性化工程においては、構造式１，３，４，５の化合物が構造式２の化合物に完全に異性化される必要はなく、異性化工程後に構造式１，３，４，５の化合物が残留していてもよい。また、構造式３，４，５の化合物の一部が構造式２の化合物に異性化されていてもよい。
ここで、３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンを含む混合物中の（Ｅ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンを（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンに異性化する異性化工程は、混合物にハロゲン化水素を付加する付加工程と、この付加工程後にハロゲン化水素を脱離させる脱離工程とを備える。
付加工程では、３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンにハロゲン化水素を付加して、構造式６に示すハロゲン化水素付加物とし、脱離工程では、ハロゲン化水素付加物からハロゲン化水素を脱離させて、構造式２に示す（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを多く含む異性体混合物とする。
付加工程では、３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンにハロゲン化水素を反応させて、３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンにハロゲン化水素を付加する。
付加工程にて用いるハロゲン化水素は、ガス状であることには限定されず、液体や溶液として用いることができ、経済性および安全性を考慮すると、溶液として用いることが好ましい。
ハロゲン化水素としては、例えば、塩化水素、臭化水素およびヨウ化水素等から適宜選択でき、経済性およびハロゲン化水素付加物の安定性を考慮すると、塩化水素を用いることが好ましい。
ハロゲン化水素の使用量は、３−メチル−２−シクロペンタデセノン類に対して１．０倍モルより少ないと反応が完結しない可能性があり、また一方、多すぎると経済的ではない。そのため、通常、ハロゲン化水素の使用量は３−メチル−２−シクロペンタデセノン類に対して１．０倍モル以上１００倍モル以下とし、好ましくは１．０倍モル以上１０倍モル以下である。
付加工程では、溶媒を用いても用いなくてもよいが、溶媒を用いないと副生成物の生成が多くなる可能性があるため、溶媒を用いる方が好ましい。用いる溶媒としては、例えば、カルボン酸類、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化物類、アルコール類、エーテル類およびエステル類から適宜選択でき、具体的には、酢酸、ヘキサン、デカン、トルエン、ジクロロメタン、メタノール、エタノール、テトラハイドロフランおよび酢酸エチル等を用いることができる。またこれらの中では、ハロゲン化水素の溶解性が高く、反応性も良好な、酢酸、メタノール、エタノール、テトラハイドロフランおよび酢酸エチルが好ましい。なお、溶媒は複数の溶媒を混合した混合溶媒を使用してもよい。
溶媒の使用量は、無添加であると副生成物の生成が多くなる可能性があり、また一方、多すぎると経済的ではない。そのため、通常は３−メチル−２−シクロペンタデセノン類に対して５０倍重量以下とし、好ましくは０．５倍重量以上２０倍重量以下である。
付加工程における反応温度は、−２０℃より低いと反応が進行しにくくなり、また一方、８０℃より高いと副反応を抑制できなくなる可能性がある。そのため、通常は−２０℃以上８０℃以下とし、好ましくは０℃以上４０℃以下である。
付加工程における反応時間は、０．５時間より短いと反応が完結しない可能性があり、また一方、４８時間より長いと副反応を抑制できなくなる可能性がある。そのため、通常は０．５時間以上４８時間以下とし、好ましくは１時間以上２４時間以下である。
脱離工程では、溶媒や、金属アルコキシドおよび金属アミドの少なくとも一方を用いて、ハロゲン化水素付加物からハロゲン化水素を脱離する。
この脱離工程における溶媒は、比誘電率が１１より大きいと（Ｅ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンが多く生成されて、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの選択率が低下する可能性がある。そのため、比誘電率１１以下の溶媒を用いることが好ましい。
比誘電率１１以下の溶媒としては、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、ハロゲン化物類、アルコール類およびエーテル類等から適宜選択でき、具体的には、ヘキサン、ヘプタン、デカン、ベンゼン、トルエン、ｏ−キシレン、クロロベンゼン、ｔ−ブタノール、ジブチルエーテルおよびジエチルエーテル等を用いることができる。なお、溶媒は複数の溶媒を混合した混合溶媒を使用してもよい。
溶媒の使用量は、構造式６で示すハロゲン化水素付加物に対して０．５倍重量より少ないと副反応を抑制できなくなる可能性があり、また一方、多すぎると経済的ではない。そのため、通常はハロゲン化水素付加物（構造式６）に対して０．５倍重量以上１００倍重量以下とし、好ましくは１倍重量以上５０倍重量以下である。
また、脱離工程では、金属アルコキシドおよび金属アミドの少なくとも一方の存在下で行うことで、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの選択率を向上できるので好ましい。
金属アルコキシドとしては、アルカリ金属アルコキシド類から適宜選択でき、具体的には、ナトリウムエトキシド、カリウムエトキシド、ナトリウムｔ−ブトキシドおよびカリウムｔ−ブトキシド等を用いることができる。またこれらの中では、ナトリウムｔ−ブトキシドおよびカリウムｔ−ブトキシドが好ましい。
金属アミドとしてはアルカリ金属アミド類から適宜選択でき、具体的には、ナトリウムビス（トリメチルシリル）アミド、カリウムビス（トリメチルシリル）アミドおよびリチウムジイソプロピルアミド等を用いることができる。またこれらの中では、ナトリウムビス（トリメチルシリル）アミドおよびカリウムビス（トリメチルシリル）アミドが好ましい。
金属アルコキシドおよび金属アミドの使用量は、ハロゲン化水素付加物（構造式６）に対して１．０倍モルより少ないと反応が完結しない可能性があり、また一方、多すぎると経済的ではない。そのため、通常はハロゲン化水素付加物（構造式６）に対して１．０倍モル以上３．０倍モル以下とし、好ましくは１．０倍モル以上２．０倍モル以下である。
脱離工程における反応温度は、−８０℃より低いと反応が進行しにくくなり、６０℃より高いと副反応を抑制できなくなる可能性がある。そのため、通常は−８０℃以上６０℃以下とし、好ましくは−２０℃以上４０℃以下である。
反応時間は、１分より短いと反応が完結しない可能性があり、４８時間より長いと副反応を抑制できなくなる可能性がある。そのため、通常は１分以上４８時間以下とし、好ましくは１分以上３０時間以下である。
また、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法では、異性化後の異性体混合物から（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを分離する分離工程を備えることにより、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの純度を向上できるので好ましい。
すなわち、分離工程では、例えば蒸留およびクロマトグラフィー等の分離方法で、異性化後の異性体混合物から（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを分離する。
さらに、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法では、分離工程で分離された（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノン以外の成分を付加工程へ返送して循環させる循環工程を備えることにより、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの収率を向上できるので好ましい。
そして、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法により得られた（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを合成中間体として、（Ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンを製造すると、比較的に低コストで（Ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンが得られるため好ましい。
具体的には、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを不斉水素化することで、（Ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンが得られる。
不斉水素化は、ルテニウム−光学活性ホスフィン錯体を触媒として不斉水素化する方法等の既知の方法を適宜適用できる。
次に、上記一実施の形態の効果等を説明する。
上記（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法によれば、付加工程および脱離工程により、３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノン混合物中の（Ｅ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンを（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンに異性化させるため、例えば比較的に高価な化学製品等を用いることなく、選択率を向上でき、低コストで高選択的に（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを製造できる。
また、（Ｅ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンを（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンに異性化させるため、この異性化により得られた異性体混合物における（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの存在割合が高くなり、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを容易に分離できる。
脱離工程では、比誘電率１１以下の溶媒を用いるため、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの選択率を向上できる。
また、脱離工程では、金属アルコキシドおよび金属アミドの少なくとも一方を用いるため、副反応を抑制でき、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの選択率を向上できる。
分離工程では、異性化後の異性体混合物から（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを分離するため、高純度の（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを得ることができる。
分離工程で（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを分離した後に残留した（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノン以外の成分を付加工程へ循環させることにより、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの収率を向上できる。
また、上記（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法で得られた（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを不斉水素化することにより、低コストで（Ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンを製造できる。
以下、本発明の具体的な実施例および比較例について説明する。
［３−メチルシクロペンタデセノン類の異性体混合物の合成］
カラム（２２ｍｍφ、長さ４０ｃｍ）に３〜４ｍｍφの磁性ラシヒ３５ｍＬを上部に充填し、触媒として酸化亜鉛ペレット５０ｍＬを下部に充填し、磁性ラシヒ層の温度を３１５℃、触媒層の温度を３６０℃になるように加熱した。このカラムへ窒素（５Ｌ／時間）キャリア下にて、５重量％の２，１５−ヘキサデカンジオンのデカン溶液を２５ｇ／時間の速度で導入して、分子内縮合反応を行った。３時間の反応後の反応生成液をガスクロマトグラフィー（ＧＣ）にて分析したところ、収率は５２％であった。次いで、反応生成液を粗蒸留し、３−メチルシクロペンタデセノン類の異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）を得た。得られた異性体混合物を１Ｈ−ＮＭＲにより分析したところ、異性体の比率は、１：２：３：４：５＝２１：１５：３７：２２：５であった。
カラム（２２ｍｍφ、長さ４０ｃｍ）に３〜４ｍｍφの磁性ラシヒ３５ｍＬを上部に充填し、触媒として酸化亜鉛ペレット５０ｍＬを下部に充填し、磁性ラシヒ層の温度を３１５℃、触媒層の温度を３６０℃になるように加熱した。このカラムへ窒素（５Ｌ／時間）キャリア下にて、５重量％の２，１５−ヘキサデカンジオンのデカン溶液を２５ｇ／時間の速度で導入して、分子内縮合反応を行った。３時間の反応後の反応生成液をガスクロマトグラフィー（ＧＣ）にて分析したところ、収率は５２％であった。次いで、反応生成液を粗蒸留し、３−メチルシクロペンタデセノン類の異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）を得た。得られた異性体混合物を１Ｈ−ＮＭＲにより分析したところ、異性体の比率は、１：２：３：４：５＝２１：１５：３７：２２：５であった。
［ハロゲン化水素の付加］
（i）塩化水素の付加
３−メチルシクロペンタデセノン類の５種類の異性体混合物（２３６ｍｇ，１．０ｍｍｏｌ）に９％塩化水素酢酸溶液（２．０ｇ，５．０ｍｍｏｌ）を加えて、室温で３時間撹拌した。次いで、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えた後、酢酸エチルで２回抽出した。また、有機層を水および飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を留去し、淡黄色の油状物を得た。この油状物を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）測定したところ、塩化水素付加物（構造式６、Ｘ＝Ｃｌ）は２２０ｍｇ（収率８０％）であった。
（i）塩化水素の付加
３−メチルシクロペンタデセノン類の５種類の異性体混合物（２３６ｍｇ，１．０ｍｍｏｌ）に９％塩化水素酢酸溶液（２．０ｇ，５．０ｍｍｏｌ）を加えて、室温で３時間撹拌した。次いで、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えた後、酢酸エチルで２回抽出した。また、有機層を水および飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を留去し、淡黄色の油状物を得た。この油状物を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）測定したところ、塩化水素付加物（構造式６、Ｘ＝Ｃｌ）は２２０ｍｇ（収率８０％）であった。
（ii）臭化水素の付加
３−メチルシクロペンタデセノン類の５種類の異性体混合物（４７３ｍｇ，２．０ｍｍｏｌ）のジクロロメタン溶液（４．０ｍＬ）に２５％臭化水素酢酸溶液（７７７ｍｇ，２．４ｍｍｏｌ）を加えて、室温で１時間撹拌した。次いで、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えた後、酢酸エチルで２回抽出した。また、有機層を水および飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を留去し、淡黄色の油状物を得た。この油状物を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）測定したところ、臭化水素付加物（構造式６、Ｘ＝Ｂｒ）は５１１ｍｇ（収率８１％）であった。
３−メチルシクロペンタデセノン類の５種類の異性体混合物（４７３ｍｇ，２．０ｍｍｏｌ）のジクロロメタン溶液（４．０ｍＬ）に２５％臭化水素酢酸溶液（７７７ｍｇ，２．４ｍｍｏｌ）を加えて、室温で１時間撹拌した。次いで、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を加えた後、酢酸エチルで２回抽出した。また、有機層を水および飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を留去し、淡黄色の油状物を得た。この油状物を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）測定したところ、臭化水素付加物（構造式６、Ｘ＝Ｂｒ）は５１１ｍｇ（収率８１％）であった。
［ハロゲン化水素の脱離］
（溶媒の検討）
上記塩化水素付加物（２７３ｍｇ，１．０ｍｍｏｌ）のヘキサン溶液（５．３ｍＬ）に室温でカリウムｔ−ブトキシド（１２３ｍｇ，１．１ｍｍｏｌ）を加え、１５分間撹拌した。次いで、塩化アンモニウム水溶液を加えた後、酢酸エチルで２回抽出した。また、有機層を水および飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を留去し、淡黄色の油状物を２８１ｍｇ得た。薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）とガスクロマトグラフィー（ＧＣ）の結果から異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）の比率は１：２：３：４：５＝３１．１：６８．３：痕跡：痕跡：０．６であった。また、異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）と原料の塩化水素付加物（構造式６、Ｘ＝Ｃｌ）との比率はガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により、１００：０であった。この結果を表１のエントリー１および図１に示す。
（溶媒の検討）
上記塩化水素付加物（２７３ｍｇ，１．０ｍｍｏｌ）のヘキサン溶液（５．３ｍＬ）に室温でカリウムｔ−ブトキシド（１２３ｍｇ，１．１ｍｍｏｌ）を加え、１５分間撹拌した。次いで、塩化アンモニウム水溶液を加えた後、酢酸エチルで２回抽出した。また、有機層を水および飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、溶媒を留去し、淡黄色の油状物を２８１ｍｇ得た。薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）とガスクロマトグラフィー（ＧＣ）の結果から異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）の比率は１：２：３：４：５＝３１．１：６８．３：痕跡：痕跡：０．６であった。また、異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）と原料の塩化水素付加物（構造式６、Ｘ＝Ｃｌ）との比率はガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により、１００：０であった。この結果を表１のエントリー１および図１に示す。
また、溶媒としてエントリー１のヘキサンの代わりにヘプタン、デカン、トルエン、ｏ−キシレン、ジブチルエーテル、ジエチルエーテル、クロロベンゼンおよびｔ−ブタノールを用いた場合について、エントリー１と同様に操作した。これら各溶媒を用いた場合の結果を表１のエントリー２ないし９および図１に示す。
上記実施例１に対する比較例１として、エントリー１のヘキサンの代わりに、比誘電率が１１より高い溶媒であるシクロヘキサノール、１−ブタノール、１−プロパノール、エタノールおよびメタノールを用いた場合について、エントリー１と同様に操作した。これらの結果を表１のエントリー１０ないし１４および図１に示す。
［脱離工程における塩基の検討］
塩化水素付加物（２７３ｍｇ，１．０ｍｍｏｌ）のデカン溶液（７．８ｍＬ）に室温でカリウムｔ−ブトキシド（１２３ｍｇ，１．１ｍｍｏｌ）を加え、１時間撹拌した。次いで、塩化アンモニウム水溶液を加えた後、酢酸エチルで２回抽出した。また、有機層を水および飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、酢酸エチルを留去し、異性体混合物のデカン溶液を５．８ｇ得た。薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）とガスクロマトグラフィー（ＧＣ）の結果から異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）の比率は１：２：３：４：５＝３１．３：６５．６：痕跡：３．１：０であった。また、異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）と原料の塩化水素付加物（構造式６、Ｘ＝Ｃｌ）との比率はガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により、１００：０であった。この結果を、表２のエントリー１に示す。
塩化水素付加物（２７３ｍｇ，１．０ｍｍｏｌ）のデカン溶液（７．８ｍＬ）に室温でカリウムｔ−ブトキシド（１２３ｍｇ，１．１ｍｍｏｌ）を加え、１時間撹拌した。次いで、塩化アンモニウム水溶液を加えた後、酢酸エチルで２回抽出した。また、有機層を水および飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した後、酢酸エチルを留去し、異性体混合物のデカン溶液を５．８ｇ得た。薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）とガスクロマトグラフィー（ＧＣ）の結果から異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）の比率は１：２：３：４：５＝３１．３：６５．６：痕跡：３．１：０であった。また、異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）と原料の塩化水素付加物（構造式６、Ｘ＝Ｃｌ）との比率はガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により、１００：０であった。この結果を、表２のエントリー１に示す。
また、塩基としてエントリー１のカリウムｔ−ブトキシドの代わりにナトリウムｔ−ブトキシド、ナトリウムエトキシドおよびナトリウムビス（トリメチルシリル）アミドを用いた場合について、エントリー１と同様に操作した。これら各塩基を用いた場合の結果を表２のエントリー２ないし４に示す。
実施例２に対する比較例２として、エントリー１のカリウムｔ−ブトキシドの代わりに金属アルコキシドおよび金属アミド以外の塩基であるナトリウムフェノキシド、トリエチルアミン、ジアザビシクロウンデセン、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、水素化ナトリウム、水酸化ナトリウムおよび炭酸カリウムを用いた場合について、エントリー１と同様に操作した。これらの結果を表２のエントリー５ないし１１に示す。
［分離および循環］
実施例１のエントリー１で得られた異性化後の異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル９８／２（容積比））にて（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを分離した後、残った（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノン以外の成分を付加工程に循環した。すなわち、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノン以外の成分を異性化前の３−メチルシクロペンタデセノン類の５種類の異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）と混合した。混合した後の５種類の異性体混合物（２３６ｍｇ，１．０ｍｍｏｌ）を用いて実施例１と同様に塩化水素を付加し、塩化水素付加物（構造式６、Ｘ＝Ｃｌ）を２１８ｍｇ得た（収率８０％）。得られた塩化水素付加物（２１８ｍｇ，０．８ｍｍｏｌ）を用いて実施例１のエントリー１と同様に脱離操作を行い、異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）１８８ｍｇを得た（収率１００％）。薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）とガスクロマトグラフィー（ＧＣ）の結果から異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）の比率は１：２：３：４：５＝３１．０：６８．０：痕跡：痕跡：1．０であった。
実施例１のエントリー１で得られた異性化後の異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル９８／２（容積比））にて（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを分離した後、残った（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノン以外の成分を付加工程に循環した。すなわち、（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノン以外の成分を異性化前の３−メチルシクロペンタデセノン類の５種類の異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）と混合した。混合した後の５種類の異性体混合物（２３６ｍｇ，１．０ｍｍｏｌ）を用いて実施例１と同様に塩化水素を付加し、塩化水素付加物（構造式６、Ｘ＝Ｃｌ）を２１８ｍｇ得た（収率８０％）。得られた塩化水素付加物（２１８ｍｇ，０．８ｍｍｏｌ）を用いて実施例１のエントリー１と同様に脱離操作を行い、異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）１８８ｍｇを得た（収率１００％）。薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）とガスクロマトグラフィー（ＧＣ）の結果から異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）の比率は１：２：３：４：５＝３１．０：６８．０：痕跡：痕跡：1．０であった。
［（Ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンの合成］
実施例１のエントリー１で得られた異性化後の異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル９８／２（容積比））にて分離精製した。得られた（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノン（２３６ｍｇ，１．０ｍｍｏｌ）をＲｕ２Ｃｌ４［（Ｒ）−Ｔｏｌ−ＢＩＮＡＰ］２ＮＥｔ３（１ｍｇ，０．０００５ｍｍｏｌ）およびメタノール（１ｍＬ）と共に、窒素置換した２５ｍＬのオートクレーブに入れ、５０ａｔｍ水素圧下にて、２５℃で２４時間反応させた。次いで、溶媒を留去した後、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル２０／１（容積比））にて精製し、（Ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンを２２６ｍｇ（収率９５％）得た。
実施例１のエントリー１で得られた異性化後の異性体混合物（構造式１，２，３，４，５）をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル９８／２（容積比））にて分離精製した。得られた（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノン（２３６ｍｇ，１．０ｍｍｏｌ）をＲｕ２Ｃｌ４［（Ｒ）−Ｔｏｌ−ＢＩＮＡＰ］２ＮＥｔ３（１ｍｇ，０．０００５ｍｍｏｌ）およびメタノール（１ｍＬ）と共に、窒素置換した２５ｍＬのオートクレーブに入れ、５０ａｔｍ水素圧下にて、２５℃で２４時間反応させた。次いで、溶媒を留去した後、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン／酢酸エチル２０／１（容積比））にて精製し、（Ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンを２２６ｍｇ（収率９５％）得た。
本発明は、（Ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンや、（Ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンの合成中間体である（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造に利用できる。
Claims (6)
- ３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンを含む混合物中の３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンにハロゲン化水素を付加する付加工程と、
この付加工程後のハロゲン化水素付加物からハロゲン化水素を脱離させる脱離工程とを備え、
これら付加工程および脱離工程により、前記混合物中の（Ｅ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンおよび３−メチル−３−シクロペンタデセノンを（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンに異性化させる
ことを特徴とする（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法。 - 脱離工程は、比誘電率１１以下の溶媒の存在下で行う
ことを特徴とする請求項１記載の（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法。 - 脱離工程は、金属アルコキシドおよび金属アミドの少なくとも一方の存在下で行う
ことを特徴とする請求項１または２記載の（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法。 - 異性化後の異性体混合物から（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを分離する分離工程を備える
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法。 - 分離工程で分離された（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノン以外の成分を付加工程へ循環させる循環工程を備える
ことを特徴とする請求項４記載の（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法。 - 請求項１ないし５いずれか一記載の（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンの製造方法により得られた（Ｚ）−３−メチル−２−シクロペンタデセノンを不斉水素化する
ことを特徴とする（Ｒ）−（−）−３−メチルシクロペンタデカノンの製造方法。
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