JP2020100587A - 4−メチル−5−ノナノン及び4−メチル−5−ノナノールの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
で表される2−ペンチル求核試薬との求核置換反応により、下記式(3)
を少なくとも含む、4−メチル−5−ノナノン(3)の製造方法が提供される。
を少なくとも含む、4−メチル−5−ノナノール(7)の製造方法が提供される。
スルホニルハライド化合物(6)におけるR1は、炭素1〜7、好ましくは炭素数1〜3、の一価の炭化水素基を表す。
R1の一価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基及びn−ヘプチル基等の直鎖状の飽和炭化水素基;イソプロピル基、2−メチルプロピル基及び2−メチルブチル基等の分岐状の飽和炭化水素基;2−プロペニル基等の直鎖状の不飽和炭化水素基;2−メチル−2−プロペニル基等の分岐状の不飽和炭化水素基;シクロプロピル基等の環状の飽和炭化水素基;フェニル基、o−トリル基、m−トリル基及びp−トリル基等のアラルキル基等が挙げられ、これらと異性体の関係にある炭化水素基でもよい。また、これらの炭化水素基の水素原子中の一部が任意に、メチル基又はエチル基等で置換されていてもよい。
スルホニルハライド化合物(6)の具体例としては、例えばメタンスルホニルクロリド、メタンスルホニルブロミド及びメタンスルホニルヨージド等のメタンスルホニルハライド化合物;p−トルエンスルホニルクロリド、p−トルエンスルホニルブロミド及びp−トルエンスルホニルヨージド等のp−トルエンスルホニルハライド化合物;ベンゼンスルホニルクロリド、ベンゼンスルホニルブロミド及びベンゼンスルホニルヨージド等のベンゼンスルホニルハライド化合物等が挙げられる。
トリアリールハロホスホニウム=ハライド化合物は、トリフェニルホスフィン等のトリアリールホスフィン化合物と、塩素分子、臭素分子、ヨウ素分子、四塩化炭素又は四臭化炭素等とを反応させることにより調製することができる。
トリアルキルアミン化合物としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン及びN,N−ジイソプロピルエチルアミン等が挙げられる。
ジアルキルアミン化合物としては、ジメチルアミン、ジエチルアミン及びジブチルアミン等が挙げられる。
モノアルキルアミン化合物としては、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン及びへプチルアミン等が挙げられる。
ピロリジン化合物としては、ピロリジン、N−メチルピロリジン、N−エチルピロリジン、N−ブチルピロリジン及び1−(2−アミノエチル)ピロリジン等が挙げられる。
ピペリジン化合物としては、ピペリジン、N−メチルピペリジン、N−エチルピペリジン、4−アミノメチル−1−ブチルピペリジン、N−アミノピペリジン、2−メチルピペリジン(ピペコリン)及び2、6−ジメチルピペリジン等が挙げられる。
ピリジン化合物としては、ピリジン、2−メチルピリジン(α―ピコリン)、3−メチルピリジン(β―ピコリン)、4−メチルピリジン(γ―ピコリン)、2−エチルピリジン、3−エチルピリジン、4−エチルピリジン、2,4,6−トリメチルピリジン、2,3,5−トリメチルピリジン、2,6−ジメチルピリジン(2,6−ルチジン)、2,3−ジメチルピリジン(2,3−ルチジン)、2,4−ジメチルピリジン(2,4−ルチジン)、2,5−ジメチルピリジン(2,5−ルチジン)、3,4−ジメチルピリジン(3,4−ルチジン)、3,5−ジメチルピリジン(3,5−ルチジン)、2−シアノピリジン、3−シアノピリジン、4−シアノピリジン、4−ジエチルアミノピリジン、4−ピペリジノピリジン、2−アミノメチルピリジン及び3−アミノメチルピリジン等が挙げられる。
ピリミジン化合物としては、ピリミジン及び2−メチルピリミジン等が挙げられる。
アニリン化合物としては、アニリン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジエチルアニリン、N、N−ジイソプロピルアニリン、N−メチルアニリン、N−エチルアニリン及びN−イソプロピルアニリン等が挙げられる。
イミダゾール化合物としては、イミダゾール及び2−メチルイミダゾール等が挙げられる。
塩基性化合物の使用量は、2−ペンタノール(4)1molに対して、好ましくは0.0〜3.5mol、より好ましくは1.0〜3.0mol、である。
溶媒は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。市販の溶媒を用いることができる。
至適溶媒は選択するハロゲン化剤によって異なるが、反応性の観点から、例えばハロゲン化剤としてスルホニルハライド化合物を用いる場合は極性溶媒が好ましく、トリアリールハロホスホニウム=ハライド化合物を用いる場合はエーテル系溶媒及び/又は極性溶媒が好ましい。
溶媒の使用量は、反応性の観点から、2−ペンタノール(4)1molに対して、好ましくは0〜1000gである。
ハロゲン化反応には、ハロゲン化物イオンの濃度を高めて反応性を向上させるために必要に応じて金属ハロゲン化物を用いてもよい。金属ハロゲン化物としては、塩化リチウム、臭化リチウム及びヨウ化リチウム等のハロゲン化リチウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム及びヨウ化ナトリウムのハロゲン化ナトリウム等が挙げられる。
金属ハロゲン化物は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。市販の金属ハロゲン化物を用いることができる。
ハロゲン化反応の温度は、用いるハロゲン化剤によって異なるが、反応性の観点から、好ましくは−20〜189℃であり、ハロゲン化剤としてスルホニルハライド化合物を用いる場合は、好ましくは−10〜80℃であり、ハロゲン化剤としてハロゲン分子を用いる場合は、好ましくは−10〜40℃である。
反応時間は、用いるハロゲン化剤及び/又は反応スケールにより異なるが、反応性の観点から、好ましくは4〜35時間である。
2−ハロペンタン化合物(5)としては、下記式(5−1)で表される(R)−2−ハロペンタン化合物、下記式(5−2)で表される(S)−2−ハロペンタン化合物、これらのラセミ体及びスカレミック混合物が挙げられる。
(S)−2−ハロペンタン化合物(5−2)としては、(S)−2−クロロペンタン、(S)−2−ブロモペンタン、及び(S)−2−ヨードペンタン等が挙げられる。
また、スルホニルハライド化合物を用いた2−ペンタノール(4)のハロゲン化反応においては、ハロゲン化反応における中間体であるスルホナート化合物が残存してしまう場合があるため、金属ハロゲン化物を併用して反応効率を上げる必要があった。
しかし、本発明者は、特に好ましくは、ハロゲン化剤としてスルホニルハライド化合物(6)を使用し、ハロゲン化反応を塩基性化合物存在下に行うことにより、脱離反応を抑制し、効率良く2−ハロペンタン化合物(5)を製造できることを見出した。
これにより、高価な金属ハロゲン化物を用いることなくハロゲン化反応を効率良く行うことができるため工業的に有用である。
また、1−ペンテン及び/又は2−ペンテンにハロゲン化水素が付加することによって生じる1−ハロペンタン化合物の副生を抑えることができるため、2−ハロペンタン化合物(5)を純度良く製造することができる。
2−ペンチル求核試薬(2)の具体例としては、2−ペンチルリチウム、2−ペンチルマグネシウム=クロライド、2−ペンチルマグネシウム=ブロマイド等の2−ペンチルマグネシウム=ハライド試薬;ビス−(2−ペンチル)亜鉛等の2−ペンチル亜鉛試薬等が挙げられ、汎用性の観点から、2−ペンチルマグネシウム=ハライド試薬が好ましい。
2−ペンチル求核試薬(2)は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、2−ペンチル求核試薬(2)は、市販されているものであってもよく、また独自に合成したものであってもよい。
上記工程は、常法に従い実行することができる。例えば、2−ペンチルマグネシウム=ハライド試薬は、下記の化学反応式で示される通り、下記一般式(5)で表される2−ハロペンタン化合物を溶媒中、マグネシウムと反応させることにより、2−ペンチルマグネシウム=ハライド試薬を得る工程により調製することができる。
2−ハロペンタン化合物(5)から2−ペンチルマグネシウム=ハライド試薬を調製する際に用いる溶媒としては、テトラヒドロフラン、ジエチル=エーテル及び4−メチルテトラヒドロピラン等のエーテル系溶媒;トルエン、キシレン及びヘキサン等の炭化水素系溶媒等が挙げられる。グリニャール試薬生成の反応速度の観点から、テトラヒドロフランが好ましい。
溶媒の使用量は、2−ハロペンタン化合物(5)1molに対して、反応性の観点から、好ましくは100〜1000gである。
反応温度は、用いる溶媒により異なるが、反応性の観点から、好ましくは30〜120℃である。
反応時間は、用いる溶媒及び/又は反応スケールにより異なるが、反応性の観点から、好ましくは1〜30時間である。
溶媒は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。市販の溶媒を用いることができる。
溶媒の使用量は、反応性の観点から、ペンタン酸無水物(1)1molに対して、好ましくは30〜2000gである。
求核置換反応の温度は、用いる2−ペンチル求核試薬(2)によって異なるが、反応性の観点から、好ましくは−78〜70℃、より好ましくは−20〜25℃、である。
反応時間は、用いる溶媒及び/又は反応スケールにより異なるが、反応性の観点から、好ましくは3〜45時間である。
酸としては、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、ジクロロ酢酸、シュウ酸、酒石酸、クエン酸、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸及びメタンスルホン酸等の有機酸類;塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸及びホウ酸等の無機酸類等が挙げられる。経済性の観点から、ギ酸、酢酸及び塩酸が好ましい。
酸の使用量は、ペンタン酸無水物(1)1molに対して、反応性の観点から、好ましくは1〜5molである。
水の使用量は、ペンタン酸無水物(1)1molに対して、溶解性の観点から、好ましくは100〜1000gである。
求核置換反応において、4−メチル−5−ノナノン(3)の生成と共にペンタン酸無水物(1)に由来するペンタン酸(8)が副生する。
ペンタン酸(8)の回収方法としては、例えば該求核置換反応の終了後における、下記する後処理操作において、4−メチル−5−ノナノン(3)とペンタン酸(8)を分離し、ペンタン酸(8)を回収する方法、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより4−メチル−5−ノナノン(3)とペンタン酸(8)を分離し、ペンタン酸(8)を回収する方法、蒸留により4−メチル−5−ノナノン(3)及びペンタン酸(8)を分離し、ペンタン酸(8)を回収する方法等が挙げられる。4−メチル−5−ノナノン(3)及びペンタン酸(8)の分離操作の簡便性の観点から、例えば該求核置換反応の終了後における後処理操作において、4−メチル−5−ノナノン(3)及びペンタン酸(8)を分離し、ペンタン酸(8)を回収する方法が好ましい。
塩基としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物;水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム及び水酸化バリウム等のアルカリ土類金属水酸化物;炭酸ナトリウム及び炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム及び炭酸バリウム等のアルカリ土類金属炭酸塩;炭酸水素ナトリウム及び炭酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩;炭酸水素カルシウム及び炭酸水素マグネシウム等のアルカリ土類金属炭酸水素塩が挙げられ、取扱いの観点から、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物が好ましい。
塩基の使用量は、回収率の観点から、上述の求核置換反応に使用したペンタン酸無水物(1)1molに対して、好ましくは1.0〜5.0molである。
塩基は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。市販の塩基を用いることができる。
なお、塩基が固体である場合においては、固体のまま使用してもよいし、求核置換反応において用いる溶媒及び/又は水に溶かして使用してもよい。
水の使用量は、ペンタン酸の塩(9)の溶解度の観点から、上述の求核置換反応に使用したペンタン酸無水物(1)1molに対して、好ましくは300〜3000gである。
中和反応の温度は、反応性の観点から、好ましくは−20〜70℃、より好ましくは0〜40℃、である。
反応時間は、反応スケール及び/又は除熱能力により異なるが、反応性の観点から、好ましくは0.1〜20時間である。
中和工程における水層のpHは、ペンタン酸(8)の回収率の観点から、好ましくは10.0以上、より好ましくは12.0〜14.0、である。pH値は、例えばpH試験紙又は測定対象の液温を25℃としてpHメータを用いて測定できる。
遊離工程に用いる酸としては、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、ジクロロ酢酸、シュウ酸、酒石酸、クエン酸、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸及びメタンスルホン酸等の有機酸類;塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸及びホウ酸等の無機酸類等が挙げられる。経済性の観点から、塩酸が好ましい。
酸は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。市販の酸を用いることができる。
なお、酸が固体で有る場合においては、固体のまま使用してもよいし、求核置換反応において用いる溶媒及び/又は水に溶かして使用してもよい。
酸の使用量は、回収率の観点から、上述の求核置換反応に使用したペンタン酸無水物(1)1molに対して、好ましくは1.0〜6.0molである。
遊離反応の温度は、反応性の観点から、好ましくは−20〜70℃、より好ましくは0〜40℃、である。
反応時間は、反応スケール及び/又は除熱能力により異なるが、反応性の観点から、好ましくは0.5〜20時間である。
水層のpHは、ペンタン酸(8)の回収率の観点から、好ましくは1.0以下、より好ましくは−1.0〜+1.0、である。pH値は、例えばpH試験紙又は測定対象の液温を25℃としてpHメータを用いて測定できる。
縮合剤としては、ギ酸無水物、無水酢酸、プロピオン酸無水物、ブタン酸無水物及び2−メチルプロパン酸無水物等の炭素数1〜4のカルボン酸化合物の酸無水物;ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、ジクロロ酢酸、シュウ酸、酒石酸及びクエン酸等のカルボン酸化合物;p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸及びメタンスルホン酸等のスルホン酸化合物;塩酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸及びホウ酸等の無機酸類;N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミド(EDC)及びN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)等のカルボジイミド化合物等が挙げられる。取り扱いの観点から、ギ酸、酢酸及び無水酢酸が好ましく、無水酢酸がより好ましい。
縮合剤は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。市販の縮合剤を用いることができる。
縮合剤の使用量は、反応性の観点から、ペンタン酸(8)1molに対して、好ましくは1.0〜4.0mol、より好ましくは1.3〜2.7mol、である。
溶媒は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。市販の溶媒を用いることができる。
溶媒の使用量は、反応性の観点から、ペンタン酸(8)1molに対して、好ましくは0〜2000gである。
なお、使用する縮合剤が液体である場合には、縮合剤を溶媒として使用してもよい。液体である縮合剤は例えば、ギ酸無水物、無水酢酸、プロピオン酸無水物、ブタン酸無水物及び2−メチルプロパン酸無水物等の炭素数1〜4のカルボン酸化合物の酸無水物;ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、ジクロロ酢酸、シュウ酸、酒石酸及びクエン酸等のカルボン酸化合物等であり、これらを使用することにより、別途の溶媒の使用を避けたり又はその量を低減することが可能である。
縮合剤を溶媒としても使用する場合における縮合剤の使用量は、生産性の観点から、ペンタン酸(8)1molに対して、好ましくは4.0超〜10.0mol以下、より好ましくは4.5〜8.5mol、である。
反応時間は、用いる溶媒及び/又は反応スケールにより異なるが、反応性の観点から、好ましくは4〜35時間である。
縮合反応は、縮合反応を効率良く進める観点から、脱水縮合により生じた水及び/又は、縮合剤として酸無水物を使用した際に生じるカルボン酸や、不均化反応により生じる酸無水物、その他副生成物等を加熱及び/又は減圧することにより留出させながら行ってもよい。
留出の条件は、反応条件及び/又は使用する縮合剤により異なる。例えば、無水酢酸を縮合剤として使用した場合(無水酢酸が溶媒を兼ねる場合も含む)においては、まず、常圧下(760mmHg)において、ペンタン酸(8)と無水酢酸を反応器中の反応混合物の温度(内温)140〜180℃において0.5〜10時間反応させることにより、ペンタン酸=酢酸=無水物と酢酸とを生成させる。次に、常圧下、140〜180℃にて、酢酸、無水酢酸及びペンタン酸=酢酸=無水物を少なくとも含む留分中の酢酸含有量が好ましくは10.0%以下、より好ましくは0.1〜5.0%、となるまで酢酸を留出させ、ペンタン酸=酢酸=無水物の生成を十分に進行させる。
ここで、「酢酸、無水酢酸及びペンタン酸=酢酸=無水物を少なくとも含む留分中の酢酸含有量」とは、以下の式で定義されるものである。
(酢酸、無水酢酸及びペンタン酸=酢酸=無水物を少なくとも含む留分中の酢酸含有量)={(酢酸のピーク面積)/(酢酸、無水酢酸及びペンタン酸=酢酸=無水物のピーク面積の合計値)}×100
なお、「ピーク面積」は、ガスクロマトグラフィーや液体クロマトグラフィー等の各種分析手法により求めることができる。
そして、55〜75mmHgまで徐々に減圧し、内温を140〜180℃とすることによって、ペンタン酸=酢酸=無水物の不均化反応によりペンタン酸無水物と無水酢酸の生成を十分に進行させる。なお、「内温」とは、反応器中の反応液の液温をいい、反応温度と同義である。
縮合剤として用いた無水酢酸及び不均化反応により生じた無水酢酸は、無水酢酸、ペンタノール、ペンタン酸=酢酸=無水物及びペンタン酸無水物を少なくとも含む留分中の無水酢酸含有量が好ましくは1.0%以下、より好ましくは0.1〜0.5%、となるまで留出させる。
ここで、「無水酢酸、ペンタノール、ペンタン酸=酢酸=無水物及びペンタン酸無水物を少なくとも含む留分中の無水酢酸含有量」とは、以下の式で定義されるものである。
(無水酢酸、ペンタノール、ペンタン酸=酢酸=無水物及びペンタン酸無水物を少なくとも含む留分中の無水酢酸含有量)={(無水酢酸のピーク面積)/(無水酢酸、ペンタノール、ペンタン酸=酢酸=無水物及びペンタン酸無水物のピーク面積の合計値)}×100
なお、「ピーク面積」は、ガスクロマトグラフィーや液体クロマトグラフィー等の各種分析手法により求めることができる。
還元剤は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。市販の還元剤を用いることができる。
還元剤の使用量は、用いる還元剤により異なるが、反応性の観点から、4−メチル−5−ノナノン(3)1molに対して、好ましくは0.25〜5.0molである。
例えば、アルコール系溶媒と水との混合溶媒における混合比(重量比)は、反応性の観点から、好ましくは40.0:60.0〜60.0:40.0である。
溶媒の使用量は、反応性の観点から、4−メチル−5−ノナノン(3)1molに対して、好ましくは40〜1000gを用いることができる。
溶媒は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。市販の溶媒を用いることができる。
塩基は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。市販の塩基を用いることができる。
なお、塩基が固体で有る場合においては、固体のまま反応混合物に加えてもよいし、還元反応に用いる溶媒に予め溶かしてもよい。
塩基の使用量は、反応性の観点から、4−メチル−5−ノナノン(3)1molに対して、好ましくは0.00〜10.00mol、より好ましくは0.01〜8.00mol、である。
還元反応の温度は、反応性の観点から、好ましくは0〜100℃、より好ましくは10〜60℃、である。
反応時間は、用いる溶媒及び/又は反応スケールにより異なるが、反応性の観点から、好ましくは2〜35時間である。
なお、以下において、「純度」は、特に明記しない限り、ガスクロマトグラフィー(GC)分析によって得られた面積百分率を示し、「生成比」はGC分析によって得られた面積百分率での相対比を示す。また「収率」は、GC分析によって得られた面積百分率を基に算出した。
各実施例において、反応のモニタリング及び収率の算出は、次のGC条件Iに従って行った。
<GC条件I>:GC:島津製作所 キャピラリガスクロマトグラフ GC−2014,カラム:DB−5,0.25mmx0.25mmφx30m,キャリアーガス:He(1.55mL/分)、検出器:FID,カラム温度:70℃ 5℃/分昇温 230℃。
また、4−メチル−5−ノナノール(5)のsyn体:anti体の分析は、次のGC条件IIに従って行った。
<GC条件>:GC:島津製作所 キャピラリガスクロマトグラフ GC−2014,カラム:CYCLODEX−B,0.25mmx0.25mmφx30m,キャリアーガス:He(1.55mL/分)、検出器:FID,カラム温度:70℃ 5℃/分昇温 230℃。
収率(%)={[(反応によって得られた生成物の重量×%GC)/生成物の分子量]
÷[ (反応における出発原料の重量×%GC)/出発原料の分子量]}×100
〔核磁気共鳴スペクトル〕1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=0.92(3H,t,J=7.3Hz),1.36−1.58(2H,m),1.50(3H,d,J=4.6Hz),1.62−1.76(2H,m),4.04(1H,td,J=1.5,6.5Hz);13C−NMR(500MHz,CDCl3):δ=13.50,19.85,25.33,42.41,58.56
〔マススペクトル〕EI−マススペクトル(70eV):m/z 105(M+−1),91,70,55,43,27
〔赤外吸収スペクトル〕(NaCl):ν=2962,2933,2875,1458,1380,1270,746,672,614
続いて、別の反応器にテトラヒドロフラン(540.06g)及びペンタン酸無水物(270.81g、1.53mol)を加えて、−5〜10℃において、上記で得た全量の2−ペンチルマグネシウム=クロライド(2:M=MgCl)を滴下した。滴下終了後、0〜10℃にて3時間撹拌した。次に、反応器内において、反応液に酢酸(114.55g)及び水(563.52g)を加えて分液し、水層を除去した。そして、反応器内において、室温下、有機層に25重量%水酸化ナトリウム水溶液(319.88g、水酸化ナトリウムとして2.00mol)及び水(872.40g)を加えて60分間撹拌して中和反応を行い、分液することにより有機層とペンタン酸ナトリウム(9:Y=Na)を含む水層(1693.25g)を得た。この時、ペンタン酸ナトリウム(9:Y=Na)を含む水層のpHをpH試験紙により確認したところ14.0であった。次に、得られた有機層に酢酸(4.15g)及び水(207.71g)を加えて有機層を洗浄し、次に分液した。有機層を減圧下濃縮し、残留物を減圧蒸留することにより、4−メチル−5−ノナノン(3)(208.28g、1.32mol、純度99.41%)が収率90.8%で得られた。
〔核磁気共鳴スペクトル〕1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=0.87(3H,t,J=7.3Hz),0.89(3H,t,J=7.3Hz),1.04(3H,d,J=6.9Hz),1.14−1.66(2H,m),1.24−1.33(4H,m),1.53(2H,tt,J=7.6,7.6Hz),2.41(2H,dt、J=2.7,7.5Hz),2.51(1H,tq,J=6.8,6.8Hz);13C−NMR(500MHz,CDCl3):δ=13.87,14.09,16.30,20.46,22.39,25.78,35.16,40.82,46.06,215.11
〔マススペクトル〕EI−マススペクトル(70eV):m/z 156(M+),141,127,99,85,71,57,43,29
〔赤外吸収スペクトル〕(NaCl):ν=2960,2933,2874,1713,1459,1378
〔核磁気共鳴スペクトル〕1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=0.92(3H,t,J=7.3Hz),1.37(2H,tq,J=7.5,7.5Hz),1.62(2H,tt、J=7.6,7.6Hz),2.35(2H,t,J=7.5Hz),11.69(1H,br.s);13C−NMR(500MHz,CDCl3):δ=13.63,22.15,26.69,33.82,180.66
〔マススペクトル〕EI−マススペクトル(70eV):m/z 101(M+−1),87,73,60
〔赤外吸収スペクトル〕(NaCl):ν=2962,2936,2875,2674,1710,1413,1279,1215,940
室温で、上述の反応器に実施例5Bにおいて回収したペンタン酸(8)(132.67g、1.30mol)及び無水酢酸(Ac2O)(265.24g、2.60mol)を加え、分留塔を閉鎖し、常圧下、内温150℃にて30分間撹拌した。次に、分留塔を解放し、常圧下、内温150℃にて、酢酸、無水酢酸及びペンタン酸=酢酸=無水物を少なくとも含む留分中の酢酸含有量が5.0%となるまで、酢酸を留出させた。更に、内温150℃にて、70mmHgまで徐々に減圧して無水酢酸を留出させた。無水酢酸、ペンタノール、ペンタン酸=酢酸=無水物及びペンタン酸無水物を少なくとも含む留分中の無水酢酸含有量が0.5%となった後、5mmHgまで減圧し、ペンタン酸無水物(1)を留出させた。この時、内温は130℃まで低下した。ペンタン酸無水物(1)(214.12g、1.15mol)が収率88.5%で得られた。
〔核磁気共鳴スペクトル〕1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=0.92(6H,t,J=7.3Hz),1.37(4H,tq,J=7.5,7.5Hz),1.63(4H,tt,J=7.6,7.6Hz),2.44(4H,t,J=7.7Hz);13C−NMR(500MHz,CDCl3):δ=13.59,21.95,26.20,34.93,169.57
〔マススペクトル〕EI−マススペクトル(70eV):m/z 187(M++1),144,85,57,29
〔赤外吸収スペクトル〕(NaCl):ν=2961,2936,2875,1818,1750,1467,1413,1036,909
〔核磁気共鳴スペクトル〕1H−NMR(500MHz,CDCl3):δ=0.86(3H,t,J=6.9Hz),0.89(3H,t,J=6.9Hz),0.90(3H,t,J=7.1),1.04−1.56(12H,m),3.40−3.50(1H,m);13C−NMR(500MHz,CDCl3):δ=13.48,14.07,14.30,14.34,15.18,20.39,20.44,22.77,22.79,28.32,28.45,33.01,34.10,34.13,35.58,37.86,38.52,75.15,76.02
〔マススペクトル〕EI−マススペクトル(70eV):m/z 157(M+−1),140,101,87,69,55,41
〔赤外吸収スペクトル〕(NaCl):ν=3363,2958,2931,2873,1467,1379,1012,976
スルホニルハライド化合物(6)におけるRは、炭素1〜7、好ましくは炭素数1〜3、の一価の炭化水素基を表す。
Rの一価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基及びn−ヘプチル基等の直鎖状の飽和炭化水素基;イソプロピル基、2−メチルプロピル基及び2−メチルブチル基等の分岐状の飽和炭化水素基;2−プロペニル基等の直鎖状の不飽和炭化水素基;2−メチル−2−プロペニル基等の分岐状の不飽和炭化水素基;シクロプロピル基等の環状の飽和炭化水素基;フェニル基、o−トリル基、m−トリル基及びp−トリル基等のアラルキル基等が挙げられ、これらと異性体の関係にある炭化水素基でもよい。また、これらの炭化水素基の水素原子中の一部が任意に、メチル基又はエチル基等で置換されていてもよい。
スルホニルハライド化合物(6)の具体例としては、例えばメタンスルホニルクロリド、メタンスルホニルブロミド及びメタンスルホニルヨージド等のメタンスルホニルハライド化合物;p−トルエンスルホニルクロリド、p−トルエンスルホニルブロミド及びp−トルエンスルホニルヨージド等のp−トルエンスルホニルハライド化合物;ベンゼンスルホニルクロリド、ベンゼンスルホニルブロミド及びベンゼンスルホニルヨージド等のベンゼンスルホニルハライド化合物等が挙げられる。
求核置換反応において、4−メチル−5−ノナノン(3)の生成と共にペンタン酸無水物(1)に由来するペンタン酸(8)が副生する。
ペンタン酸(8)の回収方法としては、例えば該求核置換反応の終了後における、下記する後処理操作において、4−メチル−5−ノナノン(3)とペンタン酸(8)を分離し、ペンタン酸(8)を回収する方法、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより4−メチル−5−ノナノン(3)とペンタン酸(8)を分離し、ペンタン酸(8)を回収する方法、蒸留により4−メチル−5−ノナノン(3)及びペンタン酸(8)を分離し、ペンタン酸(8)を回収する方法等が挙げられる。4−メチル−5−ノナノン(3)及びペンタン酸(8)の分離操作の簡便性の観点から、例えば該求核置換反応の終了後における後処理操作において、4−メチル−5−ノナノン(3)及びペンタン酸(8)を分離し、ペンタン酸(8)を回収する方法が好ましい。
Claims (7)
- 下記式(1)
で表される2−ペンチル求核試薬との求核置換反応により、下記式(3)
を少なくとも含む、4−メチル−5−ノナノンの製造方法。 - 下記式(4)
で表される2−ハロペンタン化合物を得る工程と、
前記2−ハロペンタン化合物から、上記の2−ペンチル求核試薬(2)を調製する工程と
をさらに含む、請求項1に記載の4−メチル−5−ノナノンの製造方法。 - 前記ハロゲン化剤が、下記一般式(6)
で表されるスルホニルハライド化合物であり、前記ハロゲン化反応が塩基性化合物存在下で行われる、請求項2に記載の4−メチル−5−ノナノンの製造方法。 - 前記求核置換反応の間、又は前記求核置換反応の終了後に、求核置換反応で生じたペンタン酸を回収する工程
をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の4−メチル−5−ノナノンの製造方法。 - 前記回収したペンタン酸の縮合反応によりペンタン酸無水物(1)を得る工程
をさらに含む、請求項4に記載の4−メチル−5−ノナノンの製造方法。 - 該得られたペンタン酸無水物(1)を前記求核置換反応において用いること、又は前記得られたペンタン酸無水物(1)を前記求核置換反応における原料として再利用して、前記求核置換反応を繰り返す工程
をさらに含む、請求項5に記載の4−メチル−5−ノナノンの製造方法。 - 請求項1〜6のいずれか一項に記載の4−メチル−5−ノナノンの製造方法と、
前記製造方法に従い得られた4−メチル−5−ノナノンと還元剤との還元反応により、下記式(7)
を少なくとも含む、4−メチル−5−ノナノールの製造方法。
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