JP2016514115A - ３，７−ジメチルノナン−１−オールの調製プロセス - Google Patents

３，７−ジメチルノナン−１−オールの調製プロセス Download PDF

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Abstract

本発明は３，７−ジメチルノナン−１−オールの調製のための改善された新規プロセスに関する。【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明
本発明は３，７−ジメチルノナン−１−オールの調製のための改善された新規プロセスに関する。
３，７−ジメチルノナン−１−オール（式（Ｉ）の化合物）はエチルテトラヒドロゲラニオール（Ｅ−ＴＨＧＯＬ）としても知られ、フレーバーや香料の応用分野に用いられる。
３，７−ジメチルノナン−１−オールは公知化合物（ＣＡＳ登録番号８６４１４−５０−８）であり、Ｂｉｏｓｃｉ．Ｂｉｏｔｅｃｈｏｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．，６６（２），２００２，Ｐ．５８２−５８７に記載されている。
本発明の最終目標は、簡便で（即ち少ないステップ数で）且つ優れた収率と高転化率をもたらす合成方法を見出すことであった。
新たに見出されたＥ−ＴＨＧＯＬの調製プロセスは、３，７−ジメチルノナ−６−エン−１−イン−３−オール（式（ＩＩ）の化合物）から出発し、３，７−ジメチルノナ−２，６−ジエナール（式（ＩＩＩ）の化合物）を経由する２段階プロセスである。
出発物質である３，７−ジメチルノナ−６−エン−１−イン−３−オール（式（ＩＩ）の化合物）は公知化合物であり、商品として入手可能である。この化合物は従来技術（即ち、国際公開第２００４／０１８４００号パンフレット）記載の各方法に従って製造することもできる。
３，７−ジメチルノナ−２，６−ジエナールはＥ−シトラールとしても知られており、やはりフレーバーや香料の応用分野に用いられる。両ステップにおける生成物の収率と転化率は良好である。式（ＩＩ）の化合物及び式（ＩＩＩ）の化合物のＥ／Ｚ異性（幾何異性）は各反応にとって問題とならない。式（ＩＩ）の化合物及び式（ＩＩＩ）の化合物は、単一型の異性体であっても、両異性体の混合物であってもよい。
本発明に係る新規プロセスを次に示す。
Figure 2016514115
ステップ（ｉ）：
この反応は触媒を用いる転位反応である。このような転位反応は従来技術（即ち、Ｈｅｌｖｅｔｉｃａ Ｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ，Ｖｏｌ． ５９．Ｆａｓｃ．４，Ｐ．１２３３−１２４３（１９７６））により知られている。この反応は、脂肪族及び／又は芳香族炭化水素を溶媒として行われる。単一溶媒でも混合溶媒でも用いることができる。高沸点炭化水素を用いることが好ましい。このような溶媒の例としては、パラフィンオイル、ヘキサン及びキシレンが挙げられる。ステップ（ｉ）の反応は通常昇温下で行われる。温度は通常少なくとも５０℃である。ステップ（ｉ）の反応は５０〜２００℃で行われることが好ましい。ステップ（ｉ）の反応は常圧下で通常行われる。また、これより低圧或いは高圧条件で行うこともできる。ステップ（ｉ）の反応は通常触媒の存在下で行われる。好ましい触媒は式（ＩＶ）：
Figure 2016514115
 （式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は互いに独立して直鎖若しくは分岐鎖のＣ１〜Ｃ１０−アルキル基又はＳｉ（Ｒ４）３であり、Ｒ４は各々独立して直鎖若しくは分岐鎖のＣ１〜Ｃ１０−アルキル基又は置換若しくは非置換のフェニルである）の化合物である。式（ＩＶ）の触媒としては、式中Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が全て同種のものが好ましい。より好ましくは、式（ＩＶ）の触媒において、式中Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が全て同種であり、且つＲ１、Ｒ２及びＲ３が直鎖若しくは分岐鎖のＣ１〜Ｃ４−アルキル基又はＳｉ（Ｒ４）３であり、更にＲ４はそれぞれ直鎖若しくは分岐鎖のＣ１〜Ｃ４−アルキル基又は置換若しくは非置換のフェニルである触媒である。触媒として最も好ましいのは次式（ＶＩ’）の触媒である。
Figure 2016514115
 反応終了時、生成物を反応混合物から回収し、蒸留する。通常、真空蒸留が利用される。
ステップ（ｉｉ）：
本ステップは水素化反応である。この水素化は通常Ｈ２−ガスを用いて行われる。純粋なＨ２−ガスを用いることができる（且つ好ましい）が、Ｈ２を含むガス混合物を用いることもできる。従って本発明は、上述のプロセスにおいて水素化を（純粋な）Ｈ２−ガスを用いて行うプロセスに関する。本水素化は通常加圧下で行われる。この圧力は少なくとも１．５ｂａｒが好ましい。通常、５０ｂａｒ以下の圧力とする。圧力範囲は１．５〜４０ｂａｒが好ましく、２〜３０ｂａｒが更に好ましい。本水素化は耐圧に適した容器内で通常行われる。本水素化は金属触媒、好ましくはニッケル触媒の存在下で行われる。本発明に係るプロセスで用いられるニッケル触媒は不均一触媒である。好ましい触媒はニッケル合金触媒である。このような触媒は「スケルトン形触媒」又は「スポンジメタル触媒」としても知られている。このような触媒として入手可能な商品としては、例えば商品名としてＡｃｔｉｍｅｔ（登録商標）（ＢＡＳＦ）（即ち、Ａｃｔｉｍｅｔ Ｍ）；Ｂ １１１Ｗ、Ｂ １１２、Ｂ １１３Ｗ及びＢ １１３Ｚ（Ｅｖｏｎｉｋ）；ＪＭ Ａ４０００、ＪＭ Ａ４０Ａ９及びＪＭ Ａ２０００（Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ Ｃａｔａｌｙｓｔｓ）；及びＡｃｔｉｃａｔ（登録商標）（ＣａｔＡｌｌｏｙ）（即ち、Ａｃｔｉｃａｔ １０００、Ａｃｔｉｃａｔ １１００、Ａｃｔｉｃａｔ １２００及びＡｃｔｉｃａｔ １６００）が挙げられる。本触媒は更なる水素化反応に再利用することができ、容易にリサイクルもできる。本触媒は通常、特に処理を施さなくても使用できる。従って、本水素化はバッチ式でも連続式でも実施できる。水素化反応混合物における、触媒に対するＥ−シトラールの比（重量基準）は通常少なくとも５：１である。
Ｅ−シトラールの水素化は溶媒（又は混合溶媒）中で、或いはいかなる溶媒も用いずに行われる。
換言すれば、本願発明の一実施形態はステップ（ｉｉ）における無溶媒水素化である。無溶媒とは、通常量の溶媒化合物を用いないことを意味する。出発材料に溶媒を添加しないことを意味する。しかし、水素化に使用される材料によっては、製造過程で微量の溶媒が含まれることもありうる。しかし、このような不純物の量は小さくて、１０％未満であり、通常２％未満である。
ステップ（ｉｉ）の水素化には溶媒又は混合溶媒を用いることもできる。適切な溶媒は炭素数５〜１０の直鎖、分岐鎖又は環状の脂肪族炭化水素、炭素数５〜１０の芳香族炭化水素、エステル類、エーテル類及びアルコール類である。溶媒としては通常の条件で液体であり、取扱い容易なものを使用することが好ましい。
好ましい溶媒としては、ＴＨＦ、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、２−プロパノール、トルエン及び酢酸エチルである。従って本発明は、３，７−ジメチルノナン−１−オール（式（Ｉ）
Figure 2016514115
 の化合物）の調製プロセス（Ａ）であって、第１ステップ（ｉ）において、式（ＩＩ）
Figure 2016514115
 の化合物を転位反応に付し、式（ＩＩＩ）
Figure 2016514115
 の化合物を得ることと、第２ステップ（ｉｉ）において、金属触媒を用いて式（ＩＩＩ）の化合物を還元して式（Ｉ）の化合物とすることを特徴とするプロセスに関する。
本発明はまた、プロセス（Ａ）のステップ（ｉ）において式（ＩＶ）
Figure 2016514115
 （式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は互いに独立して直鎖若しくは分岐鎖のＣ１〜Ｃ１０−アルキル基又はＳｉ（Ｒ４）３であり、Ｒ４は各々独立して直鎖若しくは分岐鎖のＣ１〜Ｃ１０−アルキル基又は置換若しくは非置換のフェニルである）の触媒を使用する、プロセス（Ｂ）にも関する。
本発明はまた、プロセス（Ｂ）のステップ（ｉ）において式（ＩＶ）（式中Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が全て同種であり、且つＲ１、Ｒ２及びＲ３が直鎖若しくは分岐鎖のＣ１〜Ｃ４−アルキル基又はＳｉ（Ｒ４）３であり、更にＲ４はそれぞれ直鎖若しくは分岐鎖のＣ１〜Ｃ４−アルキル基又は置換若しくは非置換のフェニルである）の触媒を使用する、プロセス（Ｂ’）にも関する。
本発明はまた、プロセス（Ｂ）のステップ（ｉ）において式（ＩＶ’）：
Figure 2016514115
 の触媒を使用する、プロセス（Ｂ’’）にも関する。
本発明はまた、プロセス（Ａ）、（Ｂ）、（Β’）又は（Ｂ’’）のステップ（ｉ）において反応は少なくとも１つの炭化水素を溶媒として行われる、プロセス（Ｃ）にも関する。
本発明はまた、プロセス（Ａ）、（Ｂ）、（Β’）、（Ｂ’’）又は（Ｃ）のステップ（ｉ）において反応は、パラフィンオイル、ヘキサン及びキシレンからなる群から選択される少なくとも１つの炭化水素において行われる、プロセス（Ｄ）にも関する
本発明はまた、プロセス（Ａ）、（Ｂ）、（Β’）、（Ｂ’’）、（Ｃ）又は（Ｄ）のステップ（ｉ）において反応は５０℃〜２００℃の温度で行われる、プロセス（Ｅ）にも関する。
本発明はまた、プロセス（Ａ）、（Ｂ）、（Β’）、（Ｂ’’）、（Ｃ）、（Ｄ）又は（Ｅ）のステップ（ｉ）において反応は常圧で行われる、プロセス（Ｆ）にも関する。
本発明はまた、プロセス（Ａ）、（Ｂ）、（Β’）、（Ｂ’’）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）又は（Ｆ）のステップ（ｉｉ）において純粋なＨ２−ガス又はＨ２を含むガス混合物を用いる、プロセス（Ｇ）にも関する。
本発明はまた、プロセス（Ａ）、（Ｂ）、（Β’）、（Ｂ’’）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）又は（Ｇ）のステップ（ｉｉ）において、水素化は１．５〜４０ｂａｒ、より好ましくは２〜３０ｂａｒの圧力で行う、プロセス（Ｈ）にも関する。
本発明はまた、プロセス（Ａ）、（Ｂ）、（Β’）、（Ｂ’’）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）又は（Ｈ）において、ステップ（ｉｉ）はニッケル触媒の存在下で行う、プロセス（Ｉ）にも関する。
本発明はまた、プロセス（Ａ）、（Ｂ）、（Β’）、（Ｂ’’）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）又は（Ｉ）において、ステップ（ｉｉ）は不均一ニッケル触媒の存在下で行う、プロセス（Ｊ）にも関する。
本発明はまた、プロセス（Ａ）、（Ｂ）、（Β’）、（Ｂ’’）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）又は（Ｊ）において、ステップ（ｉｉ）はいかなる溶媒も使用せずに行う、プロセス（Ｋ）にも関する。
本発明はまた、プロセス（Ａ）、（Ｂ）、（Β’）、（Ｂ’’）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）又は（Ｊ）において、ステップ（ｉｉ）は溶媒又は混合溶媒中で行う、プロセス（Ｌ）にも関する。
本発明はまた、プロセス（Ａ）、（Ｂ）、（Β’）、（Ｂ’’）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）、（Ｊ）又は（Ｌ）において、ステップ（ｉｉ）は、炭素数５〜１０の直鎖、分岐鎖又は環状の脂肪族炭化水素、炭素数５〜１０の芳香族炭化水素、エステル類、エーテル類及びアルコール類からなる群から選択される少なくとも１つの溶媒中で行う、プロセス（Ｍ）にも関する。
本発明はまた、プロセス（Ａ）、（Ｂ）、（Β’）、（Ｂ’’）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）、（Ｊ）、（Ｌ）又は（Ｍ）において、ステップ（ｉｉ）は、ＴＨＦ、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、２−プロパノール、トルエン及び酢酸エチルからなる群から選択される少なくとも１つの溶媒中で行う、プロセス（Ｎ）にも関する。
更に本発明は、式（Ｉ）の化合物のフレーバー及び／又は香料の応用における使用にも関する。
更に本発明は、式（ＩＩ）の化合物のフレーバー及び／又は香料の応用における使用にも関する。
［実施例］
本発明を実施例により説明する。特に断らない限り、全ての部は重量基準であり、温度は°Ｃを表す。
［実施例１ − ３，７−ジメチルノナ−２，６−ジエナールの調製］
エチル−ジヒドロリナロール（３，７−ジメチルノナ−６−エン−１−イン−３−オール、２７．４ｇ）、ステアリン酸（４６５ｍｇ）、トリフェニルシラノール（５．８７ｇ）、トリス−（トリフェニルシロキシ）−バナジウムオキシド（２．９５ｇ）及びパラフィンオイル（１６３ｇ）を３５０ｍｌ四つ口フラスコに入れた。この混合物をオイルバス（温度１４５℃）にて、小過剰のアルゴンフロー下で加熱した。内部温度を約１３８℃とし、反応混合物を計５時間撹拌した。この反応混合物を約−７０℃のＴｌに冷却し、反応フラスコに蒸留装置を取り付けた。未転化のエチル−ジヒドロリナロールを含む生成物を、最高塔頂温度５９℃、０．０５〜０．０８ｍｂａｒにて蒸留した。約１時間後、蒸留を完了した。生成物を内部標準（ヘキサデカン）を用いたＧＣで分析した。透明淡黄色の油状物（２８．１ｇ）を単離した。ＧＣ分析の結果、０．９６ｗ％が未転化のエチル−ジヒドロリナロールで、８８．９ｗ％が４種のエチル−シトラール異性体であった。転化率９９．０％、収率９２．２％。
［実施例２ａ − ３，７−ジメチルノナン−１−オールの調製］
ニッケル触媒（Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ Ａ４０００、２５０ｍｇ）を、ガス連行攪拌機を取り付けた１００ｍｌリアクタに添加した。この触媒を無水エタノールで３回、ヘプタンで２回洗浄した。３，７−ジメチルノナ−２，６−ジエナール（５．０ｇ）及びヘプタン（４０ｇ）を加え、このオートクレーブを閉じた。このリアクタに５回窒素を通じ、５回水素を通じた。リアクタを８０℃に加熱した後、水素で２０ｂａｒに加圧した。反応混合物を２０時間撹拌した。反応終了後、リアクタを室温まで冷却し、加圧を解放し、窒素を再度通じた。この反応混合物をろ過し、ＧＣで分析し転化率と選択率を求めた。収率５．０ｇ（無色油状物）、転化率＞９９％、生成物９８．５％。
１Ｈ ＮＭＲ：３．７７−３．６１（２Ｈ，ｍ），１．７０−１．４８（２Ｈ，ｍ），１．４７−１．００，１１Ｈ，ｍ）及び０．９４−０．８１（９ｈ，ｍ）
質量スペクトル：１５４（Ｍ−Ｈ２０），１３９，１２５，９７，８３，７０，５５，４１，２９
ＩＲ（ｃｍー１）：３３２４（ｂｒ），２９５７，２９２５，２８７２，１４６１，１３７７
［実施例２ｂ − ３，７−ジメチルノナン−１−オールの調製］
実施例２ａ同様な方法で、３，７−ジメチルノナ−２，６−ジエナール（５．０ｇ）、酢酸エチル（４０ｇ）及びニッケル触媒（Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｍａｔｔｈｅｙ Ａ４０００、２５０ｍｇ）を８０℃、２０ｂａｒの水素下で２０時間反応させた。収率５．００ｇ（無色油状物）、転化率＞９９％、生成物９８．９％。
［実施例３ − ３，７−ジメチルノナン−１−オールの調製、無溶媒］
ニッケル触媒（１ｇ）を、ガス連行攪拌機を取り付けた１００ｍｌリアクタに添加した。この触媒を無水エタノールと酢酸エチルで洗浄した。Ｅ−シトラール（３，７−ジメチルノナ−２，６−ジエナール、４０ｇ）を加え、このリアクタを閉じた。このリアクタに５回窒素を通じ、５回水素を通じた。リアクタを８０℃に加熱した後、水素で２０ｂａｒに加圧した。反応混合物を３０時間撹拌した。反応終了後、リアクタを室温まで冷却し、加圧を解放し、窒素を再度通じた。この反応混合物をろ過し、ＧＣで分析し転化率と選択率を求めた。収率３９．２９ｇ（無色油状物）、転化率＞９９％、生成物９８．６％。

Claims (14)

  1. 式（Ｉ）
    Figure 2016514115
     の化合物の製造プロセスであって、
    第１ステップ（ｉ）において、
    式（ＩＩ）
    Figure 2016514115
     の化合物を転位反応に付し、式（ＩＩＩ）
    Figure 2016514115
     の化合物を得ることと、
    第２ステップ（ｉｉ）において、金属触媒を用いて前記式（ＩＩＩ）の化合物を還元して式（Ｉ）の化合物とすることを特徴とするプロセス。
  2. ステップ（ｉ）において式（ＩＶ）
    Figure 2016514115
     （式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は互いに独立して直鎖若しくは分岐鎖のＣ１〜Ｃ１０−アルキル基又はＳｉ（Ｒ４）３であり、Ｒ４は各々独立して直鎖若しくは分岐鎖のＣ１〜Ｃ１０−アルキル基又は置換若しくは非置換のフェニルである）の触媒、請求項１に記載のプロセス。
  3. ステップ（ｉ）において式（ＩＶ’）
    Figure 2016514115
     の触媒を使用する、請求項１に記載のプロセス。
  4. ステップ（ｉ）において前記反応は少なくとも１つの炭化水素を溶媒として行われる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロセス。
  5. ステップ（ｉ）において前記反応は５０℃〜２００℃の温度で行われる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプロセス。
  6. ステップ（ｉ）において前記反応は常圧で行われる、請求項１〜５のいずれか一項に記載のプロセス。
  7. ステップ（ｉｉ）において純粋なＨ２−ガス又はＨ２を含むガス混合物を用いる、請求項１〜６のいずれか一項に記載のプロセス。
  8. ステップ（ｉｉ）において水素化は１．５〜４０ｂａｒ、より好ましくは２〜３０ｂａｒの圧力で行う、請求項１〜７のいずれか一項に記載のプロセス。
  9. ステップ（ｉｉ）はニッケル触媒の存在下で行う、請求項１〜８のいずれか一項に記載のプロセス。
  10. ステップ（ｉｉ）はいかなる溶媒も使用せずに行う、請求項１〜９のいずれか一項に記載のプロセス。
  11. ステップ（ｉｉ）は溶媒又は混合溶媒中で行う、請求項１〜９のいずれか一項に記載のプロセス。
  12. 前記溶媒は、炭素数５〜１０の直鎖、分岐鎖又は環状の脂肪族炭化水素、炭素数５〜１０の芳香族炭化水素、エステル類、エーテル類及びアルコール類からなる群から選択される、請求項１１に記載のプロセス。
  13. 前記溶媒は、ＴＨＦ、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、２−プロパノール、トルエン及び酢酸エチルからなる群から選択される、請求項１２に記載のプロセス。
  14. 式（Ｉ）の化合物の、フレーバー及び／又は香料の応用における使用。
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