JP2020507614A - オレフィンメタセシスによるフェロモンおよび関連材料の合成方法 - Google Patents
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Abstract
遷移金属メタセシスに基づく合成経路を通じた、8-および11-不飽和モノエンおよびポリエンを含むオレフィンの調製のための方法が記載される。本方法におけるメタセシス反応は、タングステン系触媒、モリブデン系触媒、およびルテニウム系触媒を含む遷移金属触媒により触媒される。オレフィンは、いくつかの農業用途において有用な昆虫フェロモンを含む。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2017年2月17日出願の米国仮特許出願第62/460,661号; 2017年2月17日出願の米国仮特許出願第62/460,667号; および2017年5月26日出願の米国仮特許出願第62/511,903号の優先権を主張するものであり、これらの出願はその全体が参照により本明細書に組み入れられる。
本出願は、2017年2月17日出願の米国仮特許出願第62/460,661号; 2017年2月17日出願の米国仮特許出願第62/460,667号; および2017年5月26日出願の米国仮特許出願第62/511,903号の優先権を主張するものであり、これらの出願はその全体が参照により本明細書に組み入れられる。
発明の背景
昆虫の侵入は、米国全体における作物被害の主因である。従来、害虫を防除するために多種多様な化学農薬に依存してきた。しかし、環境上の懸念および消費者の安全上の懸念により、多くの農薬が登録解除され、また、その他の農薬を最終的に食品として消費される農産物に使用することが躊躇されている。したがって、代替の生物学的防除剤の開発が望まれている。
昆虫の侵入は、米国全体における作物被害の主因である。従来、害虫を防除するために多種多様な化学農薬に依存してきた。しかし、環境上の懸念および消費者の安全上の懸念により、多くの農薬が登録解除され、また、その他の農薬を最終的に食品として消費される農産物に使用することが躊躇されている。したがって、代替の生物学的防除剤の開発が望まれている。
フェロモンは、昆虫の体外で分泌される化学物質であり、フェロモンが誘導する行動的反応の種類に従って分類されうる。フェロモンのクラスとしては集合フェロモン、性フェロモン、道しるべフェロモン、および警報フェロモンが挙げられる。例えば、性フェロモンは通常、交尾パートナーを誘引するために昆虫により分泌される。
フェロモンが少量で継続的期間にわたって作物の葉にまたは果樹園環境に散布されると、フェロモンレベルは、昆虫の行動を改変しうる閾値に到達する。フェロモンレベルを当該閾値以上に維持することで、昆虫の生殖プロセスに影響を与えることができ、交尾を減少させることができる。したがって、フェロモンを従来の殺虫剤との組み合わせで使用することで、有効な防除に必要な殺虫剤の量を減少させることができ、有益な昆虫集団を保存しながら害虫を特異的に標的とすることができる。これらの利点により、ヒトおよび環境に対する危険性を減少させることができ、全体的な昆虫防除費用を低下させることができる。
これらの利点にもかかわらず、有効成分(AI)の費用が高いことから、現在、フェロモンは広く使用されていない。数千種の昆虫フェロモンが同定されたが、フェロモン戦略を使用して防除されている害虫は現在、世界中で約20種未満であり、フェロモンを使用しているのは世界の農地のわずか0.05%である。天然化合物または同一もしくは実質的に同様の合成化合物である鱗翅目フェロモンは通常、アルコール官能基、アルデヒド官能基、またはアセテート官能基を末端としかつ脂肪族骨格中に最大3個の二重結合を含む非分岐状脂肪族鎖(9〜18個の炭素原子)を特徴とする。鱗翅類昆虫フェロモン、特に、ポリエンフェロモンならびに8-不飽和脂肪族オレフィンおよび11-不飽和脂肪族オレフィンを含むフェロモン、ならびに構造的に関連する化合物を調製するための改善された方法が要求されている。本発明はこの要求および他の要求を満たすものである。
発明の簡単な概要
脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法が本明細書において提供される。本方法は以下の工程を含む:
a) 式I:
のオレフィンと、
式II:
のメタセシス反応パートナーとを、
メタセシス触媒の存在下、式III:
のメタセシス生成物を形成するために十分な条件下で接触させる工程; および
b) 該メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程;
式中、
R1およびR3は独立して、水素およびC1〜18アルキルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルであり;
R4は-C(O)OR4aおよび-CH2OR4bからなる群より選択され;
R4aは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4bはアルコール保護基であり;
添字yは6または9である。
脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法が本明細書において提供される。本方法は以下の工程を含む:
a) 式I:
式II:
メタセシス触媒の存在下、式III:
b) 該メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程;
式中、
R1およびR3は独立して、水素およびC1〜18アルキルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルであり;
R4は-C(O)OR4aおよび-CH2OR4bからなる群より選択され;
R4aは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4bはアルコール保護基であり;
添字yは6または9である。
以下の工程を含む、脂肪族ポリエン誘導体を合成するための方法も本明細書において提供される:
a) 式XI:
のオレフィンと、
式XII:
のメタセシス反応パートナーとを、
メタセシス触媒の存在下、式XIII:
のメタセシス生成物を形成するために十分な条件下で接触させる工程; および
b) 任意で、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程;
式中、
R1およびR3は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-CH2X、-CH2OR4a、-C(O)OR4b、および-COC(O)R4cからなる群より選択され;
Xはハロゲンであり;
R4aはアルコール保護基および水素からなる群より選択され;
R4bは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され;
添字xは0または1であり;
添字yは0〜15の範囲の整数である。
a) 式XI:
式XII:
メタセシス触媒の存在下、式XIII:
b) 任意で、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程;
式中、
R1およびR3は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-CH2X、-CH2OR4a、-C(O)OR4b、および-COC(O)R4cからなる群より選択され;
Xはハロゲンであり;
R4aはアルコール保護基および水素からなる群より選択され;
R4bは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され;
添字xは0または1であり;
添字yは0〜15の範囲の整数である。
以下の工程を含む、脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法も提供される:
a) 式XXI:
のオレフィンと、
式XXII:
のポリエン反応パートナーとを、
メタセシス触媒の存在下、式XXIII:
のメタセシス生成物を形成するために十分な条件下で接触させる工程; および
b) 任意で、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程;
式中、
R1およびR3は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-COC(O)R4a、-CH2OR4b、-C(O)OR4c、および-CH2Xからなる群より選択され;
R4aは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され;
R4bはアルコール保護基であり;
R4cは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
Xはハロゲンであり;
添字mは0または1であり;
添字nは0〜15の範囲の整数である。
a) 式XXI:
式XXII:
メタセシス触媒の存在下、式XXIII:
b) 任意で、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程;
式中、
R1およびR3は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-COC(O)R4a、-CH2OR4b、-C(O)OR4c、および-CH2Xからなる群より選択され;
R4aは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され;
R4bはアルコール保護基であり;
R4cは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
Xはハロゲンであり;
添字mは0または1であり;
添字nは0〜15の範囲の整数である。
以下の工程を含む、脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法も本明細書において提供される:
a) 式XXXI:
のオレフィンと、
式XXXII:
のメタセシス反応パートナーとを、
メタセシス触媒の存在下、式XXXIII:
のメタセシス生成物を形成するために十分な条件下で接触させる工程; および
b) 任意で、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程;
式中、
R1およびR3は独立して、水素およびC1〜18アルキルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-CH2OR4a、-C(O)OR4b、-CH2OC(O)R4c、およびハロゲンからなる群より選択され;
R4aは水素およびアルコール保護基からなる群より選択され;
R4bは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4cは水素、C1〜8アルキル、およびC1〜8ハロアルキルからなる群より選択され;
添字xは3〜15の範囲の整数である。
a) 式XXXI:
式XXXII:
メタセシス触媒の存在下、式XXXIII:
b) 任意で、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程;
式中、
R1およびR3は独立して、水素およびC1〜18アルキルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-CH2OR4a、-C(O)OR4b、-CH2OC(O)R4c、およびハロゲンからなる群より選択され;
R4aは水素およびアルコール保護基からなる群より選択され;
R4bは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4cは水素、C1〜8アルキル、およびC1〜8ハロアルキルからなる群より選択され;
添字xは3〜15の範囲の整数である。
いくつかの態様では、メタセシス触媒はタングステンメタセシス触媒、モリブデンメタセシス触媒、またはルテニウムメタセシス触媒である。特定の態様では、メタセシス触媒はタングステン触媒またはモリブデン触媒である。
いくつかの態様では、メタセシス反応パートナー、例えば式IIのメタセシス反応パートナーは、天然油(例えば種子油など)から誘導されるか、または市販のジオールもしくはハロゲン化アルコールから調製される。いくつかの態様では、メタセシス生成物から所望の脂肪族オレフィン誘導体への変換は1つまたは複数の還元工程、エステル化工程、および/または酸化工程を含む。
不飽和脂肪族アルコール、不飽和脂肪族アルコール酢酸エステル、不飽和脂肪族アルデヒド、不飽和脂肪酸エステル、およびポリエンを含む、いくつかのフェロモンおよびフェロモン前駆体を、本発明の方法を使用して合成することができる。
発明の詳細な説明
I. 序論
本発明は、脂肪族アルコールまたは脂肪酸エステルとオレフィン(例えばα-オレフィン)とのクロスメタセシスによる脂肪族オレフィン誘導体(例えば直鎖鱗翅類フェロモン; 「SCLP」)の合成のための方法を提供する。種々の脂肪族アルコール、脂肪酸アルキルエステル、およびα-オレフィン供給原料をオレフィンメタセシス触媒(第VI族Z選択的触媒を含む)と共に使用することを通じて、高Z-オレフィン含有量を有する多種多様な保護不飽和脂肪族アルコール前駆体を得ることができる。以下に詳述するように、これらの前駆体化合物をフェロモン(例えば長鎖Z-アルコール、Z-アルデヒド、Z-酢酸エステル、およびZ-硝酸エステル)ならびに他の有用な脂肪族オレフィン誘導体に変換することができる。あるいは、非選択的オレフィンメタセシス触媒(第VI族非選択的触媒を含む)を使用して保護長鎖脂肪族アルコールのcis/trans混合物を生成することもできる。当該混合物をZ選択的エテノリシスによって精製することで純粋なE-フェロモン前駆体および他の脂肪族E-オレフィン誘導体を得ることができる。E選択的触媒をエテノリシス工程なしで使用してもよい。本方法によって、8-および11-モノ不飽和ならびにポリ不飽和を含んだSCLPを含む有用な生成物が得られる。
I. 序論
本発明は、脂肪族アルコールまたは脂肪酸エステルとオレフィン(例えばα-オレフィン)とのクロスメタセシスによる脂肪族オレフィン誘導体(例えば直鎖鱗翅類フェロモン; 「SCLP」)の合成のための方法を提供する。種々の脂肪族アルコール、脂肪酸アルキルエステル、およびα-オレフィン供給原料をオレフィンメタセシス触媒(第VI族Z選択的触媒を含む)と共に使用することを通じて、高Z-オレフィン含有量を有する多種多様な保護不飽和脂肪族アルコール前駆体を得ることができる。以下に詳述するように、これらの前駆体化合物をフェロモン(例えば長鎖Z-アルコール、Z-アルデヒド、Z-酢酸エステル、およびZ-硝酸エステル)ならびに他の有用な脂肪族オレフィン誘導体に変換することができる。あるいは、非選択的オレフィンメタセシス触媒(第VI族非選択的触媒を含む)を使用して保護長鎖脂肪族アルコールのcis/trans混合物を生成することもできる。当該混合物をZ選択的エテノリシスによって精製することで純粋なE-フェロモン前駆体および他の脂肪族E-オレフィン誘導体を得ることができる。E選択的触媒をエテノリシス工程なしで使用してもよい。本方法によって、8-および11-モノ不飽和ならびにポリ不飽和を含んだSCLPを含む有用な生成物が得られる。
II. 定義
以下の定義および略語は、本発明の解釈に使用されるべきものである。本明細書において使用される「発明」または「本発明」という用語は、非限定的用語であり、任意の単一の態様を指すようには意図されておらず、すべてのありうる態様を包含する。
以下の定義および略語は、本発明の解釈に使用されるべきものである。本明細書において使用される「発明」または「本発明」という用語は、非限定的用語であり、任意の単一の態様を指すようには意図されておらず、すべてのありうる態様を包含する。
本発明において使用される「含む(comprises)」、「含む(comprising)」、「含む(includes)」、「含む(including)」、「有する(has)」、「有する(having)」、「含む(contains)」、「含む(containing)」という用語、またはその任意の他の変形は、非排他的包含を網羅するように意図されている。要素のリストを含む組成物、混合物、プロセス、方法、物品、または装置は、それらの要素にのみ必ずしも限定されるものではなく、明確に列挙されていないかまたは当該の組成物、混合物、プロセス、方法、物品、もしくは装置に固有のものではない他の要素を含みうる。さらに、明確に背反する記載がない限り、「または」は包括的な「または」を意味し、排他的な「または」を意味しない。
数値を修飾するために本明細書において使用される「約」および「およそ」という用語は、該明示値の周辺の閉鎖的範囲を示す。「X」が値であるとすれば、「約X」または「およそX」は0.9X〜1.1Xの値、特定の場合では0.95X〜1.05Xまたは0.98X〜1.02Xの値を示すであろう。「約X」または「およそX」に対する任意の言及は少なくとも値X、0.95X、0.96X、0.97X、0.98X、0.99X、1.01X、1.02X、1.03X、1.04X、および1.05Xを具体的に示す。したがって、「約X」および「およそX」は、例えば「0.99X」という請求項での限定に対する書面の記載による裏付けを教示および提示するように意図されている。
本明細書において使用される「フェロモン」という用語は、生物により分泌および放出されかつ同じ種または密接に関連する種の第2の生物により検出される、物質または物質の特徴的混合物を意味する。通常、第2の生物によるフェロモンの検出は、一定の行動的反応または発生過程などの特定の反応を促進する。例えば、昆虫フェロモンは交尾および集合などの行動に影響しうる。フェロモンの例としては、鱗翅類(すなわち、シャクガ科、ヤガ科、ヒトリガ科、およびドクガ科に属するガおよびチョウ)により生成される化合物、例えばC10〜C18酢酸エステル、C10〜C18アルコール、C10〜C18アルデヒド、およびC17〜C23ポリエンが挙げられるがそれに限定されない。「不飽和フェロモン」とは、少なくとも1個の炭素-炭素二重結合を有する任意のフェロモンを意味する。
本明細書において使用される「接触させる」という用語は、少なくとも2つの別個の種が反応しうるようにそれらを接触させるプロセスを意味する。しかし、得られる反応生成物が、添加試薬間の反応により直接、または該反応混合物中で生成されうる該添加試薬のうち1種または複数に由来する中間体から生成可能であることを認識すべきである。
本明細書において使用される「オレフィン」という用語は、少なくとも1個の炭素-炭素二重結合を含む直鎖状または分岐状炭化水素化合物、およびその誘導体を意味する。オレフィンは非置換でもよく、アルコール基、保護アルコール基、カルボキシレート基、およびカルボン酸エステル基を含む1個または複数の官能基で置換されていてもよい。本明細書において使用される「オレフィン」という用語は、2個以上の炭素-炭素二重結合を有する炭化水素(例えばジオレフィン、トリオレフィンなど)を包含する。2個以上の炭素-炭素二重結合を有する炭化水素、およびその誘導体は「ポリエン」とも呼ばれる。「脂肪族オレフィン」という用語は、少なくとも4個の炭素原子を有するオレフィンを意味し、脂肪族オレフィンは例えば4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、または28個の炭素原子を有しうる。「脂肪族オレフィン誘導体」とは、オレフィン出発原料または脂肪族オレフィン出発原料から得られる化合物を意味する。脂肪族オレフィン誘導体の例としては不飽和脂肪族アルコール、不飽和脂肪族アルコール酢酸エステル、不飽和脂肪族アルデヒド、不飽和脂肪酸エステル、およびポリエンが挙げられるがそれに限定されない。特定の態様では、本発明の方法に従って合成される脂肪族オレフィン誘導体は8〜28個の炭素原子を有する。
本明細書において使用される「メタセシス反応」という用語は、1個または複数の炭素-炭素二重結合を含む化合物(例えばオレフィン性化合物)間での、炭素-炭素二重結合の形成および開裂によるアルキリデン単位(すなわちR2C＝単位)の交換を包含する触媒反応を意味する。メタセシスは、同じ構造を有する2個の分子間で生じることもあり(自己メタセシスとしばしば呼ばれる)、かつ/または異なる構造を有する2個の分子間で生じることもある(クロスメタセシスとしばしば呼ばれる)。「メタセシス反応パートナー」という用語は、メタセシス反応においてオレフィンと反応することで新たな炭素-炭素二重結合を形成しうる、炭素-炭素二重結合を有する化合物を意味する。
本明細書において使用される「メタセシス触媒」という用語は、メタセシス反応を触媒する任意の触媒または触媒系を意味する。当業者は、メタセシス触媒が、反応速度を増加させるようにメタセシス反応に関与しうるが、反応中にそれ自体消費されないことを認識するであろう。「タングステン触媒」とは、1個または複数のタングステン原子を有するメタセシス触媒を意味する。「モリブデン触媒」とは、1個または複数のモリブデン原子を有するメタセシス触媒を意味する。「ルテニウム触媒」とは、1個または複数のルテニウム原子を有するメタセシス触媒を意味する。
本明細書において使用される「メタセシス生成物」という用語は、メタセシス反応によって形成される少なくとも1個の二重結合を含むオレフィンを意味する。
本明細書において使用される「変換する」という用語は、出発原料と少なくとも1種の試薬とを反応させることで中間体種または生成物を形成することを意味する。変換することは、中間体と少なくとも1種の試薬とを反応させることでさらなる中間体種または生成物を形成することを含んでもよい。
本明細書において使用される「酸化する」という用語は、基質化合物から酸化剤への電子密度移動を意味する。通常、電子密度移動は、基質化合物への酸素の付加または基質化合物からの水素の除去を含むプロセスにより生じる。「酸化剤」という用語は、基質化合物から電子密度を受容することができる試薬を意味する。酸化剤の例としてはクロロクロム酸ピリジニウム、o-ヨードキシ安息香酸、および2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシルが挙げられるがそれに限定されない。
本明細書において使用される「還元する」という用語は、還元剤から基質化合物への電子密度移動を意味する。通常、電子密度移動は、基質化合物への水素の付加を含むプロセスにより生じる。「還元剤」という用語は、基質化合物に電子密度を供与することができる試薬を意味する。還元剤の例としては水素化ホウ素ナトリウムおよびトリアセトキシ水素化ホウ素ナトリウムが挙げられるがそれに限定されない。
本明細書において使用される「アシル化する」という用語は、アルコール基(-OH)をエステル基(Rが以下に記載のアルキル基である-OC(O)R)に変換することを意味する。
本明細書において使用される「脂肪族」または「脂肪族基」という用語は、完全飽和しているかまたは1個もしくは複数の不飽和単位を含む、直鎖状(すなわち非分岐状)または分岐状の置換または非置換炭化水素鎖、あるいは、完全飽和しているかまたは1個もしくは複数の不飽和単位を含むが、芳香族ではなく、分子の残りに対する1個の結合点を有する、単環式炭化水素、二環式炭化水素、または三環式炭化水素(本明細書では「炭素環」または「脂環式」とも呼ばれる)を意味する。別途指定がない限り、脂肪族基は1〜30個の脂肪族炭素原子を含む。いくつかの態様では、脂肪族基は1〜20個の脂肪族炭素原子を含む。他の態様では、脂肪族基は1〜10個の脂肪族炭素原子を含む。さらに他の態様では、脂肪族基は1〜5個の脂肪族炭素原子を含み、さらに他の態様では、脂肪族基は1、2、3、または4個の脂肪族炭素原子を含む。いくつかの態様では、「脂環式」(または「炭素環」)とは、完全飽和しているかまたは1個もしくは複数の不飽和単位を含むが、芳香族ではなく、分子の残りに対する1個の結合点を有する、単環式C3〜C6炭化水素またはC8〜C10二環式炭化水素を意味する。好適な脂肪族基としては直鎖状または分岐状の置換または非置換アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、およびその混成体、例えば(シクロアルキル)アルキル、(シクロアルケニル)アルキル、または(シクロアルキル)アルケニルが挙げられるがそれに限定されない。「ヘテロ脂肪族」という用語は、脂肪族基の少なくとも1個の炭素原子がヘテロ原子(すなわち窒素、酸素、または硫黄。窒素または硫黄の任意の酸化形態、および塩基性窒素の任意の四級化形態を含む)で置き換えられた脂肪族基を意味する。
本明細書において使用される「アルキル」という用語は、当技術分野における通常の意味が与えられ、直鎖状アルキル基および分岐鎖状アルキル基を含む。特定の態様では、直鎖状または分岐鎖状アルキルは骨格中に約1〜30個の炭素原子を有し(例えば直鎖ではC1〜C30、分岐鎖ではC3〜C30)、あるいは約1〜20個の炭素原子を有する。いくつかの態様では、アルキル基は低級アルキル基であることができ、ここで低級アルキル基は1〜4個の炭素原子を含む(例えば直鎖状低級アルキルではC1〜C4)。
「ヘテロアルキル」という用語は、当技術分野における通常の意味が与えられ、1個または複数の炭素原子がヘテロ原子(例えば酸素、窒素、硫黄など)で置き換えられた本明細書に記載のアルキル基を意味する。ヘテロアルキル基の例としてはアルコキシ、ポリ(エチレングリコール)-、アルキル置換アミノなどが挙げられるがそれに限定されない。
本明細書において使用される「アルコキシ」という用語は、Rが上記定義のアルキル基である-OR部分を意味する。「シリルアルキル」という用語は、少なくとも1個の炭素原子がケイ素原子で置き換えられた本明細書に定義のアルキル基を意味する。「シリルオキシ」という用語は、各Rが独立して、水素、本明細書に記載のアルキル、置換アルキル、アリール、および置換アリールからなる群より選択される-OSiR3部分を意味する。
本明細書において使用される「シクロアルキル」という用語は、分子の残りに対する1個の結合点を有する飽和単環式炭化水素基、二環式炭化水素基、または三環式炭化水素基を意味する。シクロアルキル基はアルキル置換シクロアルキル基およびシクロアルキル置換アルキル基を含む。いくつかの態様では、シクロアルキル環は、環が単環式または二環式である環構造中に約3〜10個の炭素原子を有し、あるいは環構造中に約5、6、または7個の炭素を有する。
本明細書において使用される「アルケニル」という用語は、1個または複数の二重結合を有する本明細書に定義のアルキル基を意味する。「ヘテロアルケニル」という用語は、1個または複数の炭素原子がヘテロ原子(すなわち窒素、酸素、または硫黄。窒素または硫黄の任意の酸化形態、および塩基性窒素の任意の四級化形態を含む)で置き換えられたアルケニル基を意味する。
本明細書において使用される「アルケノール」という用語は、Rがアルケニル基であり、R'が水素またはアルコール保護基である式R-OR'を有する化合物を意味する。
本明細書において使用される「アルキニル」という用語は、1個または複数の三重結合を有する本明細書に定義のアルキル基を意味する。
「アリール」という用語は、単独でまたは「アラルキル」、「アラルコキシ」、もしくは「アリールオキシアルキル」などのより大きな部分の一部として使用されるものであり、合計5〜14環員を有し、系中の少なくとも1個の環が芳香族であり、系中の各環が3〜7環員を含む、単環系または二環系を意味する。「アリール」という用語は「アリール環」という用語と互換的に使用可能である。本発明の特定の態様では、「アリール」とは、1個または複数の置換基を有しうる、フェニル、ビフェニル、ナフチル、アントラシルなどを含むがそれに限定されない芳香環系を意味する。芳香環が1個または複数の非芳香環に縮合した基、例えばインダニル、フタルイミジル、ナフチミジル(naphthimidyl)、フェナントリジニル、またはテトラヒドロナフチルなども、本明細書において使用される「アリール」という用語の範囲内に含まれる。「アリールオキシ」という用語は、Rが上記定義のアリール基である-OR部分を意味する。
「ヘテロアリール」および「ヘテロアル-(heteroar-)」という用語は、単独でまたはより大きな部分、例えば「ヘテロアラルキル」もしくは「ヘテロアラルコキシ」の一部として使用されるものであり、5〜10個の環原子を有する基(すなわち単環式または二環式)、いくつかの態様では5、6、9、または10個の環原子を有する基を意味する。いくつかの態様では、当該の環は、環状配列中に共有された6、10、または14個のπ電子を有し、炭素原子に加えて1〜5個のヘテロ原子を有する。「ヘテロ原子」という用語は、窒素、酸素、または硫黄を意味し、窒素または硫黄の任意の酸化形態、および塩基性窒素の任意の四級化形態を含む。ヘテロアリール基としてはチエニル、フラニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、オキサジアゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、チアジアゾリル、ピリジル、ピリダジニル、ピリミジニル、ピラジニル、インドリジニル、プリニル、ナフチリジニル、およびプテリジニルが挙げられるがそれに限定されない。本明細書において使用される「ヘテロアリール」および「ヘテロアル-」という用語は、芳香族複素環が1個または複数のアリール環、脂環式環、またはヘテロシクリル環に縮合し、結合基または結合点が芳香族複素環上にある、基も含む。非限定的な例としてはインドリル、イソインドリル、ベンゾチエニル、ベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾチアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリニル、フタラジニル、キナゾリニル、キノキサリニル、4H-キノリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、テトラヒドロキノリニル、テトラヒドロイソキノリニル、およびピリド[2,3-b]-1,4-オキサジン-3(4H)-オンが挙げられる。ヘテロアリール基は単環式または二環式でありうる。「ヘテロアリール基」という用語は「ヘテロアリール環」、「ヘテロアリール基」、または「芳香族複素環」という用語と互換的に使用可能であり、いずれの用語も置換されていてもよい環を含む。「ヘテロアラルキル」という用語は、ヘテロアリールで置換されたアルキル基を意味し、ここでアルキル部分およびヘテロアリール部分は独立して、置換されていてもよい。
アリール基およびヘテロアリール基の例としてはフェニル、ピロリル、フラニル、チオフェニル、イミダゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、トリアゾリル、ピラゾリル、ピリジニル、ピラジニル、ピリダジニル、およびピリミジニルなどが挙げられるがそれに限定されない。アリール基およびヘテロアリール基が、金属中心に配位する配位子として使用される場合、アリール基およびヘテロアリール基が、金属中心に配位するために十分なイオン性を有しうることを理解すべきである。例えば、本明細書に記載のようにピロールなどのヘテロアリール基が窒素含有配位子として使用される場合、ピロール基が、金属中心に配位するために十分なイオン性を有する(例えば、ピロリルを確定するために十分に脱プロトン化されている)ということを理解すべきである。いくつかの場合では、アリール基またはヘテロアリール基は、金属中心に配位するために十分なイオン性を有する少なくとも1個の官能基、例えばビフェノレート基を含みうる。
本明細書において使用される「複素環(heterocycle)」、「ヘテロシクリル」、「複素環基」、および「複素環(heterocyclic ring)」という用語は、互換的に使用されるものであり、飽和または部分不飽和でありかつ炭素原子に加えて上記定義の1個または複数のヘテロ原子(例えば1〜4個のヘテロ原子)を有する安定な5〜7員単環部分または7〜10員二環式複素環部分を意味する。複素環の環原子に関して使用される場合、「窒素」という用語は置換窒素を含む。一例として、酸素、硫黄、または窒素より選択される1〜3個のヘテロ原子を有する飽和または部分不飽和環中では、窒素はN(例えば3,4-ジヒドロ-2H-ピロリル中で)、NH(例えばピロリジニル中で)、または+NR(例えばN-置換ピロリジニル中で)でありうる。
複素環は、安定な構造を生じさせる任意のヘテロ原子または炭素原子においてそのペンダント基に結合可能であり、いずれの環原子も置換されていてもよい。これらの飽和または部分不飽和複素環基の例としてはテトラヒドロフラニル、テトラヒドロチオフェニル、ピロリジニル、ピペリジニル、テトラヒドロキノリニル、テトラヒドロイソキノリニル、デカヒドロキノリニル、オキサゾリジニル、ピペラジニル、ジオキサニル、ジオキソラニル、ジアゼピニル、オキサゼピニル、チアゼピニル、モルホリニル、およびキヌクリジニルが挙げられるがそれに限定されない。「複素環」、「ヘテロシクリル」、「ヘテロシクリル環」、「複素環基(heterocyclic group)」、「複素環部分」、および「複素環基(heterocyclic radical)」という用語は、本明細書において互換的に使用されるものであり、ヘテロシクリル環が1個または複数のアリール環、ヘテロアリール環、または脂環式環に縮合した基、例えばインドリニル、3H-インドリル、クロマニル、フェナントリジニル、またはテトラヒドロキノリニルも含む。ヘテロシクリル基は単環式または二環式でありうる。「ヘテロシクリルアルキル」という用語は、ヘテロシクリルで置換されたアルキル基を意味し、ここでアルキル部分およびヘテロシクリル部分は独立して、置換されていてもよい。
「ハロゲン」および「ハロ」という用語は、F、Cl、Br、またはIを意味するように互換的に使用される。
本明細書において使用される「保護基」という用語は、官能基を非反応性にするが、官能基を回復させるために除去可能でもある、化学部分を意味する。「アルコール保護基」の例としてはベンジル; tert-ブチル; トリチル; tert-ブチルジメチルシリル(TBDMS; TBS); 4,5-ジメトキシ-2-ニトロベンジルオキシカルボニル(Dmnb); プロパルギルオキシカルボニル(Poc); などが挙げられるがそれに限定されない。「アミン保護基」の例としてはベンジルオキシカルボニル; 9-フルオレニルメチルオキシカルボニル(Fmoc); tert-ブチルオキシカルボニル(Boc); アリルオキシカルボニル(Alloc); p-トルエンスルホニル(Tos); 2,2,5,7,8-ペンタメチルクロマン-6-スルホニル(Pmc); 2,2,4,6,7-ペンタメチル-2,3-ジヒドロベンゾフラン-5-スルホニル(Pbf); メシチル-2-スルホニル(Mts); 4-メトキシ-2,3,6-トリメチルフェニルスルホニル(Mtr); アセトアミド; フタルイミド; などが挙げられるがそれに限定されない。Green and Wuts (Protective Groups in Organic Synthesis, 4th Ed. 2007, Wiley-Interscience, New York)に記載のものを例えば含む他のアルコール保護基およびアミン保護基は当業者に公知である。
本明細書に記載のように、本発明の化合物は「置換されていてもよい」部分を含みうる。一般に、「置換された」という用語は、「いてもよい」という用語を伴う場合であれ、そうでない場合であれ、指定された部分の1個または複数の水素が好適な置換基で置き換えられることを意味する。別途指示がない限り、「置換されていてもよい」基は、基の置換可能な各位置において好適な置換基を有しうるし、任意の所与の構造中の2つ以上の位置が特定の群より選択される2個以上の置換基で置換されていてもよい場合、置換基は各位置において同じでも異なっていてもよい。一般に、本発明が想定する置換基の組み合わせは、安定なまたは化学的に実行可能な化合物を形成させるものである。本明細書において使用される「安定な」という用語は、本明細書に開示される1つまたは複数の目的でのその生成、検出、ならびに特定の態様ではその回収、精製、および使用を可能にする条件に供される際に実質的に改変されない、化合物を意味する。
「置換されていてもよい」基の置換可能な炭素原子上の好適な一価の置換基は独立して、ハロゲン; -(CH2)0〜4Rα; -(CH2)0〜4ORα; -O(CH2)0〜4Rα; -O-(CH2)0〜4C(O)ORα; -(CH2)0〜4CH(ORα)2; -(CH2)0〜4SRα; Rαで置換されていてもよい-(CH2)0〜4Ph; Rαで置換されていてもよい-(CH2)0〜4O(CH2)0〜1Ph; Rαで置換されていてもよい-CH=CHPh; Rαで置換されていてもよい-(CH2)0〜4O(CH2)0〜1-ピリジル; -NO2; -CN; -N3; -(CH2)0〜4N(Rα)2; -(CH2)0〜4N(Rα)C(O)Rα; -N(RO)C(S)Rα; -(CH2)0〜4N(Rα)C(O)NRα 2; -N(Rα)C(S)NRα 2; -(CH2)0〜4N(Rα)C(O)ORα; -N(Rα)N(Rα)C(O)Rα; -N(Rα)N(Rα)C(O)NRα 2; -N(Rα)N(Rα)C(O)ORα; -(CH2)0〜4C(O)Rα; -C(S)Rα; -(CH2)0〜4C(O)ORα; -(CH2)0〜4C(O)SRα; -(CH2)0〜4C(O)OSiRα 3; -(CH2)0〜4OC(O)Rα; -OC(O)(CH2)0〜4SR-SC(S)SRα; -(CH2)0〜4SC(O)Rα; -(CH2)0〜4C(O)NRα 2; -C(S)NRα 2; -C(S)SRα; -SC(S)SRα; -(CH2)0〜4OC(O)NRα 2; -C(O)N(ORα)Rα; -C(O)C(O)Rα; -C(O)CH2C(O)Rα; -C(NORα)Rα; -(CH2)0〜4SSRα; -(CH2)0〜4S(O)2Rα; -(CH2)0〜4S(O)2ORα; -(CH2)0〜4OS(O)2Rα; -S(O)2NRα 2; -(CH2)0〜4S(O)Rα; -N(Rα)S(O)2NRα 2; -N(Rα)S(O)2Rα; -N(ORα)Rα; -C(NH)NRα 2; -P(O)2Rα; -P(O)Rα 2; -OP(O)Rα 2; -OP(O)(ORα)2; SiRα 3; -(C1〜4直鎖状もしくは分岐状)アルキレン)O-N(Rα)2; または-(C1〜4直鎖状もしくは分岐状)アルキレン)C(O)O-N(Rα)2であり、ここで各Rαは以下に定義のように置換されていてもよく、独立して、水素、C1〜6脂肪族、-CH2Ph、-O(CH2)0〜1Ph、-CH2-(5〜6員ヘテロアリール環)、または、窒素、酸素、および硫黄より独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する5〜6員飽和環、部分不飽和環、もしくは芳香環であり、あるいは、上記定義にかかわらず、2個の独立して出現するRαは、それらの間に介在する原子と一緒になって、窒素、酸素、および硫黄より独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する、以下に定義のように置換されていてもよい単環式または二環式の3〜12員飽和環、部分不飽和環、または芳香環を形成する。
Rα(または、2個の独立して出現するRαをそれらの間に介在する原子と一緒にすることで形成される環)上の好適な一価の置換基は独立して、ハロゲン; -(CH2)0〜2Rβ; -(ハロRβ); -(CH2)0〜2OH; -(CH2)0〜2ORβ; -(CH2)0〜2CH(ORβ)2; -O(ハロRβ); -CN; -N3; -(CH2)0〜2C(O)Rβ; -(CH2)0〜2C(O)OH; -(CH2)0〜2C(O)ORβ; -(CH2)0〜2SRβ; -(CH2)0〜2SH; -(CH2)0〜2NH2; -(CH2)0〜2NHRβ; -(CH2)0〜2NRβ 2; -NO2; SiRβ 3; -OSiRβ 3; -C(O)SRβ; -(C1〜4直鎖状もしくは分岐状アルキレン)C(O)ORβ; または-SSRβであり、ここで各Rβは非置換であるか、または、「ハロ」が先行する場合には1個もしくは複数のハロゲンでのみ置換されており、かつ、C1〜4脂肪族、-CH2Ph、-O(CH2)0〜1Ph、または、窒素、酸素、および硫黄より独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する5〜6員飽和環、部分不飽和環、もしくは芳香環より独立して選択される。Rαの飽和炭素原子上の好適な二価の置換基としては=Oおよび=Sが挙げられる。
「置換されていてもよい」基の飽和炭素原子上の好適な二価の置換基としては=O; =S; =NNRγ 2; =NNHC(O)Rγ; =NNHC(O)ORγ; =NNHS(O)2Rγ; =NRγ; =NORγ; -O(C(Rγ 2))2〜3O-; または-S(C(Rγ 2))2〜3S-が挙げられ、ここで、独立して出現する各Rγは、水素、以下に定義のように置換されていてもよいC1〜6脂肪族、または、窒素、酸素、および硫黄より独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する非置換5〜6員飽和環、部分不飽和環、もしくは芳香環より選択される。「置換されていてもよい」基の隣接する置換可能な炭素に結合する好適な二価の置換基としては-O(CRβ 2)2〜3O-が挙げられ、ここで、独立して出現する各Rβは、水素、以下に定義のように置換されていてもよいC1〜6脂肪族、または、窒素、酸素、および硫黄より独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する非置換5〜6員飽和環、部分不飽和環、もしくは芳香環より選択される。
Rγの脂肪族基上の好適な置換基としてはハロゲン、-Rδ、-(ハロRδ)、-OH、-ORδ、-O(ハロRδ)、-CN、-C(O)OH、-C(O)ORδ、-NH2、-NHRδ、-NRδ 2、または-NO2が挙げられ、ここで各Rδは非置換であるか、または、「ハロ」が先行する場合には1個もしくは複数のハロゲンでのみ置換されており、かつ、独立して、C1〜4脂肪族、-CH2Ph、-O(CH2)0〜1Ph、または、窒素、酸素、および硫黄より独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する5〜6員飽和環、部分不飽和環、もしくは芳香環である。
「置換されていてもよい」基の置換可能な窒素上の好適な置換基としては-Rε、-NRε 2、-C(O)Rε、-C(O)ORε、-C(O)C(O)Rε, -C(O)CH2C(O)Rε、-S(O)2Rε、-S(O)2NRε 2、-C(S)NRε 2、-C(NH)NRε 2、または-N(Rε)S(O)2Rεが挙げられ、ここで各Rεは独立して、水素、以下に定義のように置換されていてもよいC1〜6脂肪族、非置換-OPh、または、窒素、酸素、および硫黄より独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する非置換5〜6員飽和環、部分不飽和環、もしくは芳香環であり、あるいは、上記定義にかかわらず、2個の独立して出現するRεは、それらの間に介在する原子と一緒になって、窒素、酸素、および硫黄より独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する非置換で単環式または二環式の3〜12員飽和環、部分不飽和環、または芳香環を形成する。
Rεの脂肪族基上の好適な置換基は独立して、ハロゲン、-Rδ、-(ハロRδ)、-OH、-ORδ、-CN、-C(O)OH、-C(O)ORδ、-NH2、-NHRδ、-NRδ 2、または-NO2であり、ここで各Rδは非置換であるか、または、「ハロ」が先行する場合には1個もしくは複数のハロゲンでのみ置換されており、かつ、独立して、C1〜4脂肪族、-CH2Ph、-O(CH2)0〜1Ph、または、窒素、酸素、および硫黄より独立して選択される0〜4個のヘテロ原子を有する5〜6員飽和環、部分不飽和環、もしくは芳香環である。
いくつかの態様では、「置換された」という用語は、有機化合物のすべての許容される置換基を含むように想定され、「許容される」とは、当業者に公知の原子価化学則の文脈においてである。いくつかの場合では、一般に、「置換された」とは、本明細書に記載の置換基による水素原子の置き換えを意味しうる。しかし、本明細書において使用される「置換された」は、分子がそれにより同定される主要官能基を、例えば「置換された」該官能基が置換を通じて異なる官能基になるように、置き換えかつ/または改変することを包含しない。例えば、「置換フェニル」基は、フェニル部分をなお含まなければならず、本定義においては、例えばシクロヘキシル基になるように置換により改変されることはできない。広範な局面では、許容される置換基は、有機化合物の非環状および環状の、分岐状および非分岐状の、炭素環式および複素環式の、芳香族および非芳香族の置換基を含む。例示的な置換基としては例えば本明細書に記載の置換基が挙げられる。許容される置換基は、適切な有機化合物について1個でも複数でもよく、同じでも異なっていてもよい。例えば、置換アルキル基はCF3でありうる。本発明において、窒素などのヘテロ原子は水素置換基、および/または該ヘテロ原子の原子価を満たす本明細書に記載の有機化合物の任意の許容される置換基を有しうる。本発明は、有機化合物の許容される置換基によって限定されるようには決して意図されない。
置換基の例としてはアルキル、アリール、アリールアルキル、環状アルキル、ヘテロシクロアルキル、ヒドロキシ、アルコキシ、アリールオキシ、ペルハロアルコキシ、アリールアルコキシ、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールアルキル、ヘテロアリールアルコキシ、アジド、アミノ、ハロゲン、アルキルチオ、オキソ、アシルアルキル、カルボキシエステル、カルボキシル、カルボキサミド、ニトロ、アシルオキシ、アミノアルキル、アルキルアミノアリール、アルキルアリール、アルキルアミノアルキル、アルコキシアリール、アリールアミノ、アリールアルキルアミノ、アルキルスルホニル、カルボキサミドアルキルアリール、カルボキサミドアリール、ヒドロキシアルキル、ハロアルキル、アルキルアミノアルキルカルボキシ、アミノカルボキサミドアルキル、シアノ、アルコキシアルキル、ペルハロアルキル、アリールアルキルオキシアルキルなどが挙げられるがそれに限定されない。
本明細書において使用される「天然油」という用語は、植物、酵母、または動物供給源に由来する油を意味する。別途指示がない限り、「天然油」という用語は天然油誘導体を含む。別途指示がない限り、供給源は改変された植物、酵母、または動物の供給源(例えば遺伝子改変された植物、酵母、または動物の供給源)であってもよい。天然油の例としては植物油、藻類油、魚油、動物性脂肪、トール油、これらの油の誘導体、これらの油のうちいずれかの組み合わせなどが挙げられるがそれに限定されない。植物油の代表的で非限定的な例としてはキャノーラ油、ナタネ油、ヤシ油、トウモロコシ油、綿実油、オリーブ油、パーム油、ピーナッツ油、ベニバナ油、ゴマ油、大豆油、ヒマワリ油、亜麻仁油、パーム核油、きり油、ジャトロファ油、カラシ油、グンバイナズナ油、アマナズナ油、およびヒマシ油が挙げられる。動物性脂肪の代表的で非限定的な例としてはラード、牛脂、家禽脂、イエローグリース、および魚油が挙げられる。トール油は木材パルプ製造の副生成物である。
「天然油誘導体」とは、当技術分野において公知の方法のいずれか1つまたは組み合わせを使用して天然油から誘導される化合物(または化合物の混合物)を意味する。これらの方法としては鹸化、油脂分解、エステル交換反応、エステル化、水素化(部分または完全)、異性化、酸化、還元、およびメタセシスが挙げられるがそれに限定されない。天然油誘導体の代表的で非限定的な例としてはガム、リン脂質、ソーダ油滓、ダーク油、留出物または留出物スラッジ、脂肪酸、および脂肪酸アルキルエステル(例えば2-エチルヘキシルエステルなどの非限定的な例)、ならびにそのヒドロキシ置換変種が挙げられる。例えば、天然油誘導体は、天然油グリセリドから誘導される脂肪酸メチルエステル(「FAME」)でありうる。
「混入物質」という用語は、オレフィンメタセシスにおいて使用される基質と混合された任意の不純物を、その存在量にかかわらず広範かつ非限定的に意味する。「触媒被毒混入物質」とは、メタセシス触媒の性能に悪影響を与える可能性を有する混入物質を意味する。触媒被毒混入物質の例としては水、過酸化物、およびヒドロペルオキシドが挙げられるがそれに限定されない。
本明細書において使用される「金属アルキル化合物」という用語は、Mが金属(例えば第II族金属または第IIIA族金属)であり、各Rが独立して1個〜約20個の炭素原子のアルキル基であり、添字mがMの原子価に対応している、式MRmを有する化合物を意味する。金属アルキル化合物の例としてはMg(CH3)2、Zn(CH3)2、Al(CH3)3などが挙げられる。金属アルキル化合物としては、1個または複数のハロゲン基または水素化物基を有する物質、例えばグリニャール試薬、水素化ジイソブチルアルミニウムなども挙げられる。
III. 態様の説明
A. 8-および11-不飽和アルケノールならびに関連材料の調製
一局面では、本発明は、脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法を提供する。本方法は以下の工程を含む:
a) 式I:
のオレフィンと、
式II:
のメタセシス反応パートナーとを、
メタセシス触媒の存在下、式III:
のメタセシス生成物を形成するために十分な条件下で接触させる工程; および
b) 任意で、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程;
式中、
R1およびR3は独立して、水素およびC1〜18アルキルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルであり;
R4は-C(O)OR4aおよび-CH2OR4bからなる群より選択され;
R4aは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4bはアルコール保護基であり;
添字yは6または9である。
A. 8-および11-不飽和アルケノールならびに関連材料の調製
一局面では、本発明は、脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法を提供する。本方法は以下の工程を含む:
a) 式I:
式II:
メタセシス触媒の存在下、式III:
b) 任意で、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程;
式中、
R1およびR3は独立して、水素およびC1〜18アルキルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルであり;
R4は-C(O)OR4aおよび-CH2OR4bからなる群より選択され;
R4aは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4bはアルコール保護基であり;
添字yは6または9である。
本発明の方法では、オレフィンと種々のメタセシス反応パートナーとを反応させることで、フェロモン、フェロモン前駆体、および他の有用な脂肪族オレフィン誘導体を得ることができる。
本方法の特定の態様をスキーム1に要約する。保護脂肪族アルコール、脂肪酸、または脂肪酸アルキルエステルとα-オレフィンとを第VI族オレフィンメタセシス触媒(例えばZ選択的第VI族メタセシス触媒)の存在下で反応させることで、所望のクロスメタセシス生成物と自己メタセシス共生成物との統計的混合物を生成することができる。生成物の比を変動させるために供給原料の比を調整することができる。例えば、反応物をα-オレフィン対脂肪族アルコール/エステルのモル比1.5:1で供給することで3:2.25:1比の内部オレフィン、メタセシス生成物、およびジオール/ジエステル生成物を得ることができる。このプロセス条件の結果として、比較的高価な保護脂肪族アルコール/エステルが効率的に利用される。
スキーム1
様々なオレフィンと8-または11-不飽和脂肪族アルコールおよび脂肪酸エステルとのメタセシスにより得られる生成物を、表1に記載のフェロモンを含むがそれに限定されないいくつかのフェロモンの合成に使用することができる。
本明細書に記載のように、ジオールおよび関連中間体を本発明の方法に従って調製し、表2に記載のフェロモンを含むがそれに限定されないいくつかのフェロモンの合成に使用することができる。
したがって、本発明のいくつかの態様は、R4が-CH2OR4aであり、すなわち、メタセシス反応パートナーが式IIa:
の化合物であり
メタセシス反応生成物が式IIIa:
の化合物である、方法を提供する。
メタセシス反応生成物が式IIIa:
いくつかの態様では、R4は-C(O)OR4bであり、すなわち、メタセシス反応パートナーは式IIb:
の化合物であり
メタセシス反応生成物は式IIIb:
の化合物である。
メタセシス反応生成物は式IIIb:
オレフィンがZオレフィンである、式IIIaまたは式IIIbのメタセシス生成物を、以下に記載のいくつかのZ選択的触媒を使用して調製することができる。
いくつかの態様では、R2はメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、またはオクタデシルである。いくつかの態様では、R2はペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、またはノニルである。いくつかの態様では、R2はエテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、ノネニル、デセニル、ウンデセニル、ドデセニル、トリデセニル、テトラデセニル、ペンタデセニル、ヘキサデセニル、ヘプタデセニル、またはオクタデセニルである。いくつかの態様では、R2はペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、またはノネニルである。
本発明はまた、メタセシス反応における使用のための8-および11-不飽和中間体への有利な経路を提供する。例えば、スキーム2および3に示すように、8-および11-不飽和中間体を市販のジオールおよびハロゲン化アルコールから調製することができる。
スキーム2
スキーム3
したがって、本発明のいくつかの態様は、式IIのメタセシス反応パートナーが以下の工程を含む方法により調製される、方法を提供する:
i) 式VII:
のジオールを、
式VIII:
のアルコールに変換する工程であって、
式中、R5は脱離基である、工程;
ii) 式IX:
の保護アルコールを形成するために、該アルコールを保護する工程; および
iii) 脱離基R5を脱離させることで式IIのメタセシス反応パートナーを形成する工程。
i) 式VII:
式VIII:
式中、R5は脱離基である、工程;
ii) 式IX:
iii) 脱離基R5を脱離させることで式IIのメタセシス反応パートナーを形成する工程。
ジオールVIIを、任意の好適な脱離基R5を有するアルコールVIIIに変換することができる。いくつかの態様では、R5はハロゲンである。例えば、R5はクロロ、ブロモ、またはヨードでありうる。いくつかの態様では、R5はブロモである。いくつかの態様では、R5はスルホネート(すなわち、Rがアルキル、ハロアルキル、アリール、または置換アリールである-OS(O)2R)である。好適なスルホネートとしてはメシレート(メタンスルホネート)、トリフレート(トリフルオロメタンスルホネート)、ベシレート(ベンゼン-スルホネート)、トシレート(p-トルエンスルホネート)、およびブロシレート(4-ブロモベンゼンスルホネート)が挙げられるがそれに限定されない。いくつかの態様では、R5はメシレート(-OMsと略す)またはトシレート(-OTsと略す)である。
保護アルコールIXは任意の好適な保護基R4aを含みうる。保護基の例としてはメチルエーテル、置換メチルエーテル、エチルエーテル、置換エチルエーテル、ベンジルエーテル、置換ベンジルエーテル、およびシリルエーテルが挙げられるがそれに限定されない。いくつかの態様では、保護基R4aは置換メチルエーテルである。例えば、R4aはメトキシメチル; メチルチオメチル; (フェニルジメチルシリル)-メトキシメチル; ベンジルオキシメチル; p-メトキシベンジルオキシメチル; [(3,4-ジメトキシベンジル)オキシ]メチル; p-ニトロベンジルオキシメチル; o-ニトロベンジルオキシメチル; [(R)-1-(2-ニトロフェニル)エトキシ]メチル; (4-メトキシフェノキシ)メチル; グアヤコールメチル; {(p-フェニルフェニル)オキシ}メチル; t-ブトキシメチル; シロキシメチル; 2-メトキシエトキシメチル; 2-シアノエトキシメチル; ビス(2-クロロエトキシ)メチル; 2,2,2-トリクロロエトキシメチル; 2-(トリメチルシリル)エトキシメチル; メントキシメチル; O-ビス(2-アセトキシエトキシ)メチル; テトラヒドロピラニル; フッ素置換テトラヒドロピラニル; 3-ブロモテトラヒドロ-ピラニル; テトラヒドロチオピラニル; 1-メトキシシクロヘキシル; 4-メトキシテトラヒドロピラニル; 4-メトキシテトラヒドロチオピラニル; 4-メトキシテトラヒドロチオピラニルS,S-ジオキシド; 1-[(2-クロロ-4-メチル)フェニル]-4-メトキシピペリジン-4-イル; 1-(2-フルオロフェニル)-4-メトキシピペリジン-4-イル; 1-(4-クロロフェニル)-4-メトキシピペリジン-4-イル; 1,4-ジオキサン-2-イル; テトラヒドロフラニル; テトラヒドロチオフラニル; または2.3.3a,4,5,6,7,7a-オクタヒドロ-7,8,8-トリメチル-4,7-メタノベンゾフラン-2-イルでありうる。いくつかの態様では、R4aはテトラヒドロピラニル; フッ素置換テトラヒドロピラニル; 3-ブロモテトラヒドロピラニル; テトラヒドロチオピラニル; 1-メトキシシクロヘキシル; 4-メトキシテトラヒドロ-ピラニル; 4-メトキシテトラヒドロチオピラニル; および4-メトキシテトラヒドロチオピラニルS,S-ジオキシドからなる群より選択される。いくつかの態様では、R4aはテトラヒドロピラニルである。保護基は、Green and Wuts前掲書に記載の方法を含むいくつかの公知の方法によって導入可能である。
いくつかの態様では、式IIのメタセシス反応パートナーは、以下の工程を含む方法により調製される:
i) 式IXa:
の保護アルコールを形成するために、式VIIIa:
（式中、Xはハロゲンである）
のアルコールを保護する工程; および
ii) ハロゲンXを脱離させることで式IIのメタセシス反応パートナーを形成する工程。
i) 式IXa:
のアルコールを保護する工程; および
ii) ハロゲンXを脱離させることで式IIのメタセシス反応パートナーを形成する工程。
メタセシス反応に有用ないくつかの中間体を天然油、すなわち植物、動物、または他の生物(改変された細菌、酵母、または藻類などの遺伝子改変生物を含む)により生成される油から誘導することができる。天然油の代表例としては植物油、藻類油、動物性脂肪、トール油(例えば木材パルプ製造の副生成物)、これらの油の誘導体など、およびそれらの組み合わせが挙げられるがそれに限定されない。植物油の代表例としてはキャノーラ油、ナタネ油、ヤシ油、トウモロコシ油、綿実油、オリーブ油、パーム油、ピーナッツ油、ベニバナ油、ゴマ油、大豆油、ヒマワリ油、高オレイン酸ヒマワリ油、亜麻仁油、パーム核油、きり油、ジャトロファ油、ホホバ油、カラシ油、グンバイナズナ油、アマナズナ油、麻実油、ヒマシ油など、およびそれらの組み合わせが挙げられるがそれに限定されない。動物性脂肪の代表例としてはラード、牛脂、家禽脂、イエローグリース、ブラウングリース、魚油など、およびそれらの組み合わせが挙げられるがそれに限定されない。天然油は精製、漂白、および/または脱臭されていてもよい。いくつかの態様では、天然油はキャノーラ油、大豆油、パーム油、オリーブ油、ピーナッツ油、ゴマ油、ヒマワリ油、高オレイン酸ヒマワリ油、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される。
本発明の方法に従って使用される天然油誘導体の代表例としてはガム、リン脂質、ソーダ油滓、ダーク油、留出物または留出物スラッジ、脂肪酸、脂肪酸エステル(例えば2-エチルヘキシルエステルなどの非限定的な例)、そのヒドロキシ置換変種など、およびそれらの組み合わせが挙げられるがそれに限定されない。いくつかの態様では、天然油誘導体はエステルを含む。いくつかの態様では、誘導体はモノアシルグリセリド(MAG)、ジアシルグリセリド(DAG)、トリアシルグリセリド(TAG)、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される。いくつかの態様では、天然油誘導体は、天然油グリセリドから誘導される脂肪酸メチルエステル(FAME)を含む。
いくつかの態様では、供給原料はキャノーラ油または大豆油、例えば精製、漂白、および/または脱臭大豆油(すなわちRBD大豆油)を含む。通常、大豆油は約95重量%以上(例えば99重量%以上)の脂肪酸トリグリセリドを含む。大豆油ポリオールエステル中の主要脂肪酸としては、パルミチン酸(ヘキサデカン酸)およびステアリン酸(オクタデカン酸)を含む飽和脂肪酸、ならびにオレイン酸(9-オクタデセン酸)、リノール酸(9,12-オクタデカジエン酸)、およびリノレン酸(9,12,15-オクタデカトリエン酸)を含む不飽和脂肪酸が挙げられる。
いくつかの態様では、天然油から誘導される材料を含む、メタセシス反応中に反応させるべき材料は、メタセシス触媒の性能に悪影響を与える可能性を有する1種または複数の混入物質を含む。そのような混入物質は「触媒毒」または「触媒被毒混入物質」と呼ばれることがある。天然油供給原料中の混入物質レベルは、米国特許第9,776,179号として発行された米国特許出願第15/354,916号およびWO 2017/087710として公開された国際特許出願PCT/US2016/062595号に例えば記載の方法を含む公知の方法を使用して減少させることができ、これらの出願はその全体が参照により本明細書に組み入れられる。
代表的混入物質としては水、過酸化物、過酸化物分解生成物、ヒドロペルオキシド、プロトン性材料、極性材料、ルイス塩基性触媒毒など、およびそれらの組み合わせが挙げられるがそれに限定されない。いくつかの混入物質が複数のカテゴリーに適切に分類されうる(例えば、アルコールはプロトン性材料および極性材料の両方と見なされうる)ことを理解すべきである。さらに、異なる触媒が特定の混入物質に対して異なる感受性を示しうること、および、1つの触媒(例えばルテニウム系触媒)の性能に悪影響を与える混入物質が異なる触媒(例えばモリブデン系触媒)に影響を与えることもあればそうでないこともある(同様の程度にまたはあらゆる任意の程度に)ことを理解すべきである。
メタセシス反応中に反応させるべき基質中に混入物質として発見されうる代表的プロトン性材料としては、酸素に結合した水素原子を有する材料(例えばカルボン酸、アルコールなど)、および/または窒素に結合した水素原子を有する材料(例えば第一級アミン、第二級アミンなど)が挙げられるがそれに限定されない。いくつかの態様では、天然油基質中で特に、但し天然油基質中だけではないが、プロトン性材料混入物質はカルボン酸官能基、ヒドロキシル官能基、またはそれらの組み合わせを含みうる。いくつかの態様では、プロトン性材料は遊離脂肪酸、ヒドロキシル含有材料、MAG、DAGなど、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される。
メタセシス反応中に反応させるべき基質中に混入物質として発見されうる代表的極性材料としては、オキシジェネートなどのヘテロ原子含有材料が挙げられるがそれに限定されない。いくつかの態様では、極性材料はアルコール、アルデヒド、エーテルなど、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される。
メタセシス反応中に反応させるべき基質中に混入物質として発見されうる代表的ルイス塩基性触媒毒としては、ヘテロ原子含有材料が挙げられるがそれに限定されない。いくつかの態様では、ルイス塩基性触媒毒はN含有材料、P含有材料、S含有材料など、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される。
混入物質を含む反応材料は、1種または複数の混入物質の潜在的に有害な効果を軽減する1種または複数の調節剤によって処理可能である。本発明の方法において(個々に、または組み合わせで順次もしくは同時に)使用可能な調節剤としては熱、モレキュラーシーブ、アルミナ(酸化アルミニウム)、シリカゲル、モンモリロナイト粘土、フラー土、漂白土、珪藻土、ゼオライト、カオリン、活性金属(例えばCu、Mgなど)、酸無水物(例えば無水酢酸など)、活性炭(すなわち活性木炭)、ソーダ灰、金属水素化物(例えばCaH2などのアルカリ土類金属水素化物)、金属硫酸塩(例えば硫酸カルシウム、硫酸マグネシウムなどのアルカリ土類金属硫酸塩; 硫酸カリウム、硫酸ナトリウムなどのアルカリ金属硫酸塩; および硫酸アルミニウム、硫酸カリウムマグネシウムなどの他の金属硫酸塩)、金属ハロゲン化物(例えば塩化カリウムなどのアルカリ土類金属ハロゲン化物)、金属炭酸塩(例えば炭酸カルシウム、炭酸ナトリウムなど)、金属ケイ酸塩(例えばケイ酸マグネシウムなど)、五酸化リン、金属アルミニウム水素化物(例えばLiAlH4、NaAlH4などのアルカリ金属アルミニウム水素化物)、アルキルアルミニウム水素化物(例えばDIBALH)、金属水素化ホウ素(例えばLiBH4、NaBH4などのアルカリ金属水素化ホウ素)、有機金属試薬(例えばグリニャール試薬; n-ブチルリチウム、t-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウムなどの有機リチウム試薬; トリエチルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリオクチルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニウム)、金属アミド(例えばリチウムジイソプロピルアミドや、KHMDSなどの金属ビス(トリメチルシリル)アミド)、パラジウム炭素(Pd/C)触媒、ならびにそれらの組み合わせが挙げられる。
いくつかの態様では、調節剤は金属アルキル化合物である。いくつかの態様では、金属Mはリチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、またはガリウムでありうる。好適なアルキル基Rの例としてはメチル、エチル、ブチル、ヘキシル、デシル、テトラデシル、およびエイコシルが挙げられるがそれに限定されない。金属アルキル化合物の例としてはMg(CH3)2、Mg(C2H5)2、Mg(C2H5)(C4H9)、Mg(C4H9)2、Mg(C6H13)2、Mg(C12H25)2、Zn(CH3)2、Zn(C2H5)2、Zn(C4H9)2、Zn(C4H9)(C8H17)、Zn(C6H13)2、Zn(C6H3)2、Al(C2H5)3、Al(CH3)3、Al(n-C4H9)3、Al(C8H17)3、Al(イソ-C4H9)3、Al(C12H25)3、およびそれらの組み合わせが挙げられるがそれに限定されない。金属アルキル化合物としては、1個または複数のハロゲン基または水素化物基を有する物質、例えば二塩化エチルアルミニウム、塩化ジエチルアルミニウム、水素化ジエチルアルミニウム、グリニャール試薬、水素化ジイソブチルアルミニウムなども挙げられる。いくつかの態様では、金属アルキル化合物はトリエチルアルミニウムである。
いくつかの態様では、メタセシス反応材料(例えば天然油または天然油誘導体)の処理は、反応材料と金属アルキル化合物とを接触させ、同時にまたは別に反応材料と水素化物含有化合物とを接触させることを含みうる。いくつかの態様では、反応材料を同時に金属アルキル化合物および水素化物含有化合物と接触させる場合、水素化物含有化合物は金属アルキル化合物に含まれうる。例えば、いくつかの場合では、トリアルキルアルミニウム化合物などの特定の金属アルキル化合物を作製するために使用されるプロセスによって特定の濃度の水素化物含有化合物を形成することができる。しかし、他の態様では、金属アルキル化合物と1種または複数の水素化物含有化合物とを組み合わせることができる。あるいは、いくつかの態様では、メタセシス反応材料を別の反応工程において水素化物含有化合物で処理することができ、この工程は、金属アルキル化合物による反応材料の処理の前に、後に、または前および後の両方に行われうる。
任意の好適な水素化物含有化合物を使用することができる。いくつかの態様では、水素化物含有化合物は金属アルミニウム水素化物(例えばLiAIH4、NaAlH4などのアルカリ金属アルミニウム水素化物)、アルキルアルミニウム水素化物(例えばDIBALH)、およびそれらの組み合わせからなる群より選択される。いくつかの態様では、水素化物含有化合物はDIBALHなどのアルキルアルミニウム水素化物である。
いくつかの態様では、メタセシス反応材料と水素化物含有化合物とを接触させることは、反応材料と金属アルキル化合物とを接触させることと同じ工程において行われる。いくつかの態様では、処理組成物中の金属アルキル化合物対水素化物含有化合物の重量対重量比は2:1〜、または5:1〜、または10:1〜、または15:1〜、または20:1〜1000:1である。いくつかの態様では、処理組成物中の金属アルキル化合物対水素化物含有化合物の重量対重量比は少なくとも2:1、または少なくとも5:1、または少なくとも10:1、または少なくとも15:1、または少なくとも20:1である。
任意の前処理の後で、天然油供給原料を任意の好適な様式で精製することで内部不飽和エステルおよび/または末端不飽和エステルを形成することができる。いくつかの態様では、天然油を含む供給原料をメタセシス触媒の存在下で反応させることで、1個または複数の不飽和グリセリドおよび1個または複数のオレフィンを含むメタセシス化生成物を形成する。メタセシス化生成物中の不飽和グリセリドをメタセシス化生成物中のオレフィンから分離し、分離された不飽和グリセリドをアルコール(例えばメタノールまたはエタノール)の存在下でエステル交換することでエステル交換生成物を形成する。これをメタセシス反応パートナー(例えば式IIまたは式XIIのメタセシス反応パートナー)に変換することができる。天然供給原料の精製は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられるWO 2014/058867に記載のものなどの公知の方法および装置の使用を含みうる。
天然油から誘導されるデカ-9-エン酸メチルから出発する8-不飽和脂肪族オレフィン誘導体の合成のための非限定的合成経路をスキーム4に示す。デカ-9-エン酸メチル(9-DAME)をデカ-8-エン酸メチル(8-NAME)に変換することができ、クロスメタセシス反応において、これを第2のオレフィンと直接反応させるか、または最初にエテノリシスに供した後で第2のオレフィンと反応させる。
スキーム4
したがって、本発明のいくつかの態様は、8-デセン酸アルキルエステルを形成するために十分な条件下で9-デセン酸アルキルエステルと異性化触媒とを接触させる工程をさらに含む、方法を提供する。いくつかの態様では、8-デセン酸アルキルエステルは式II(または以下に記載の式XII)のメタセシス反応パートナーである。いくつかの態様では、9-デセン酸アルキルエステルは9-デセン酸メチルであり、8-デセン酸アルキルエステルは8-デセン酸メチルである。
Ru(H)Cl(PPh3)3などのルテニウム系触媒および以下の触媒:
などのイリジウム系触媒を含むがそれに限定されない任意の好適な異性化触媒を、8-DAMEを形成するために使用することができる。
以下の触媒:
ならびにWO/2015/157736およびWO 2015/114323に記載の他の触媒からなる群より選択されるルテニウム系触媒を含むがそれに限定されない任意の好適なエテノリシス触媒を、8-NAMEを形成するために使用することができる。
特定の条件下では、9-DAME(または別の9-デセン酸アルキルエステル)の異性化は8-DAME(または他の8-デセン酸アルキルエステル)への完全変換を実現しないことがあり、その場合、9-DAMEの一部が8-DAMEの形成後に残留する。残留9-不飽和エステルを9-不飽和脂肪族オレフィン誘導体(例えば(Z)-9-テトラデセン酸メチル)の調製に使用することができる。特定の態様では、残留9-デセン酸エステルの2個の分子を自己メタセシス触媒の存在下で反応させることで9-オクタデセン二酸ジアルキルエステルを得ることができる。有利なことに、9-オクタデセン二酸エステルは、特定の条件下(例えば減圧下)で、9-デセン酸エステルに比べて容易に8-デセン酸エステルから分離可能である。スキーム5に示すように、自己メタセシス経路は、9-オクタデセン二酸エステルを経由して未反応9-デセン酸エステルを回収および再利用するための有用な手段を実現するものであり、9-オクタデセン二酸エステルが回収されたとき、それをエテノリシスによって9-デセン酸エステルに再び変換し、8-デセン酸エステルおよび下流の8-不飽和脂肪族オレフィン誘導体を形成するための異性化条件に再び供することができる。
スキーム5
いくつかの末端選択的メタセシス触媒を、9-オクタデセン二酸ジアルキルエステルを形成するために使用することができる。末端選択的メタセシス触媒の例としては、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる米国特許第9,518,002号に記載のものが挙げられるがそれに限定されない。
したがって、本発明のいくつかの態様は、9-デセン酸アルキルエステルの一部が8-デセン酸アルキルエステルの形成後に残留する、上記脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法を提供する。いくつかの態様では、本方法は、残留9-デセン酸アルキルエステルと末端オレフィンとをクロスメタセシス触媒の存在下、9-不飽和クロスメタセシス生成物を形成するために十分な条件下で接触させる工程をさらに含む。いくつかの態様では、本方法は、残留9-デセン酸アルキルエステルと自己メタセシス触媒とを、9-オクタデセン二酸ジアルキルエステルを形成するために十分な条件下で接触させる工程をさらに含む。いくつかの態様では、本方法は、オクタデカ-9-エン二酸ジアルキルエステルの少なくとも一部を8-デセン酸アルキルエステル、9-デセン酸アルキルエステル、またはそれらの組み合わせから分離する工程をさらに含む。いくつかの態様では、本方法は、分離されたオクタデカ-9-エン二酸ジアルキルエステルとエチレンとをエテノリシス触媒の存在下で接触させることで9-デセン酸アルキルエステルを形成する工程をさらに含む。
スキーム6に示すように、既存の商業的供給か、市販のα,ω-二酸の水素化か、またはアルキル-アルキルクロスカップリングなどの合成経路により得られるジオール供給原料を選択的に脱水することで、α,ω-アルケノールを得ることができる。これらのメタセシス供給原料を安価な線状α-オレフィンまたは他のオレフィン性出発原料とのクロスメタセシスによってフェロモンおよび他のオレフィン生成物にさらに変換する。
スキーム6
いくつかの態様では、メタセシス反応パートナーは、R3が水素であり、R4が-CH2OR4aであり、R4aが水素であるアルケノールであり、すなわち、メタセシス反応パートナーは式XXXIId:
の化合物である。
いくつかの態様では、式XXXIIdのアルケノールは、式XXXVII:
のジオールを脱水することで形成される。
ジオール脱水によるアルケノール形成を、酸触媒を含むがそれに限定されない触媒の使用を通じて促進することができる。有用な酸触媒の例としては塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、ならびにスルファミン酸(アミドスルホン酸およびスルファミド酸とも呼ばれる)が挙げられるがそれに限定されない。酸はメタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸などのスルホン酸であってもよい。不均一系酸触媒が本発明の方法において特に有用でありうる。硫酸化ジルコニア; タングステン酸化ジルコニア; カチオン交換樹脂(NKC-9、D002などを含む当業者に名称が公知の); ゲル状および多孔質型イオン交換樹脂(EBD 100、EBD 200などを含む当業者に名称が公知の); スルホコハク酸などで架橋したポリビニルアルコール(PVA); ヘテロポリ酸(例えばH3PW12O40、Cs2.5H0.5PW12O40など); ゼオライト(例えばH-ZSM5、モルデナイトゼオライトなど); 活性炭などの固体支持体に担持されたポリアニリン硫酸塩; スルホン酸イオン交換樹脂(例えばDowex-50、Amberlyst-15、Amberlyst XN-1010など); ならびに鉱物粘土(例えばモンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、ヘクトライト、サポナイト、ソーコナイト、ヴォルコンスキー石(volkhonskoite)、メドモンタイト(medmontite)、ピメライト(pimelite)など)を含むがそれに限定されないいくつかの不均一系酸触媒を本発明の方法において使用することができる。希土類酸化物(例えばCeO2、La2O3、Gd2O3、Sc2O3など)、アルカリ金属ピロリン酸塩およびアルカリ土類金属ピロリン酸塩(例えばLi4P2O7、Na4P2O7、Ba2P2O7、Sr2P2O7など)、ならびにアルカリ土類金属リン酸塩(例えばCa(H2PO4)2、CaHPO4、Ba3(PO4)2など)を本発明の方法において脱水触媒として使用してもよい。
任意の好適な量の触媒を本発明の方法において使用することができる。通常、ジオール脱水用の反応混合物は約1mol%〜約10mol%の触媒を含む。例えば、反応混合物は約1mol%〜約3mol%の触媒、または約3mol%〜約5mol%の触媒、または約5mol%〜約7mol%の触媒、または約7mol%〜約9mol%の触媒、または約2mol%〜約8mol%の触媒、または約4mol%〜約6mol%の触媒を含みうる。
いくつかの態様では、アルケノール中間体(例えば式XXXIIdのアルケノール)は以下の工程により形成される:
i) 式XXXVII:
のジオールを
式XXXVIII:
のアルコールに変換する工程; および
ii) 脱離基R5を脱離させることで、対応するアルケノール(例えば式XXXIIdのメタセシス反応パートナー)を形成する工程。
i) 式XXXVII:
式XXXVIII:
ii) 脱離基R5を脱離させることで、対応するアルケノール(例えば式XXXIIdのメタセシス反応パートナー)を形成する工程。
変換工程(例えばモノスルホン化工程)および脱離工程は、式XVII、式XVIII、および式XIXの化合物に関して記載のように実行可能である。
いくつかの態様では、式XXXIIdのアルケノールはメタセシス反応パートナーであり、メタセシス生成物は式XXXIV:
のアルケノールである。
いくつかの態様では、本方法は、式XXXIIa:
のメタセシス反応パートナーを形成するために、アルケノールを保護する工程をさらに含み、式中、R4aはアルコール保護基である。
いくつかの態様では、本方法は、式XXXIIc:
のメタセシス反応パートナーを形成するために、アルケノールをアシル化する工程をさらに含む。
いくつかの態様では、本方法は以下の工程をさらに含む:
i) 式XXXVII:
のジオールを
式XXXVIII:
のアルコールに変換する工程であって、式中、R5は脱離基である、工程;
ii) 式XXXIXb:
のエステルを形成するために、アルコールをアシル化する工程; および
iii) 脱離基R5を脱離させることで式IIc:
のメタセシス反応パートナーを形成する工程。
i) 式XXXVII:
式XXXVIII:
ii) 式XXXIXb:
iii) 脱離基R5を脱離させることで式IIc:
いくつかの態様では、メタセシス反応生成物中のR4aはアルコール保護基(例えば上記の置換メチルエーテル)であり、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程は、式XXXIV:
のアルケノールを形成するために、メタセシス生成物を脱保護することを含む。
いくつかの態様では、式XXXIVのアルケノールは脂肪族オレフィン誘導体である。いくつかの態様では、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程は、式XXXV:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下で式XXXIVのアルケノールとアシル化剤(例えば無水酢酸)とを接触させることを含み、式中、R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され、アルケノールエステルは脂肪族オレフィン誘導体である。
いくつかの態様では、式XXXIのオレフィンはブタ-1-エン、ペンタ-1-エン、ヘキサ-1-エン、ヘプタ-1-エン、オクタ-1-エン、7-メチル-1-ノネン、およびtrans-1,3-ペンタジエンからなる群より選択される。いくつかの態様では、式XXXIのオレフィンはブタ-1-エン、ペンタ-1-エン、ヘキサ-1-エン、オクタ-1-エン、およびtrans-1,3-ペンタジエンからなる群より選択される。
いくつかの態様では、式XXXIのオレフィンおよび式XXXIIのメタセシス反応パートナーから調製される脂肪族オレフィン誘導体は(E)-デカ-5-エン-1-オールおよび(8E,10E)-ドデカ-8,10-ジエン-1-オールからなる群より選択される。
いくつかの態様では、式XXXIのオレフィンおよび式XXXIIのメタセシス反応パートナーから調製される脂肪族オレフィン誘導体は酢酸(E)-デカ-5-エン-1-イル; 酢酸(Z)-ドデカ-7-エン-1-イル; 酢酸(Z)-ドデカ-8-エン-1-イル; 酢酸(Z)-ドデカ-9-エン-1-イル; 酢酸(Z)-テトラデカ-9-エン-1-イル; 酢酸(Z)-テトラデカ-11-エン-1-イル; 酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イル; および酢酸(7E,9Z)ドデカ-7,9-ジエン-1-イルからなる群より選択される。
いくつかの態様では、式XXXIのオレフィンおよび式XXXIIのメタセシス反応パートナーから調製される脂肪族オレフィン誘導体は(Z)-ヘキサデカ-9-エナール、(Z)-ヘキサデカ-11-エナール、および(Z)-オクタデカ-13-エナールからなる群より選択される。
B. ポリエンおよび関連材料の調製
いくつかの態様では、本発明は、以下の工程を含む、脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法を提供する:
a) 式XI:
のオレフィンと、
式XII:
のメタセシス反応パートナーとを、
メタセシス触媒の存在下、式XIII:
のメタセシス生成物を形成するために十分な条件下で接触させる工程; および
b) 任意で、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程;
式中、
R1およびR3は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-CH2X、-CH2OR4a、-C(O)OR4b、および-COC(O)R4cからなる群より選択され;
Xはハロゲンであり;
R4aはアルコール保護基であり;
R4bは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され;
添字xは0または1であり;
添字yは0〜15の範囲の整数である。
いくつかの態様では、本発明は、以下の工程を含む、脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法を提供する:
a) 式XI:
式XII:
メタセシス触媒の存在下、式XIII:
b) 任意で、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程;
式中、
R1およびR3は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-CH2X、-CH2OR4a、-C(O)OR4b、および-COC(O)R4cからなる群より選択され;
Xはハロゲンであり;
R4aはアルコール保護基であり;
R4bは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され;
添字xは0または1であり;
添字yは0〜15の範囲の整数である。
本方法の特定の態様をスキーム7に要約する。保護脂肪族アルコール、脂肪酸、または脂肪酸アルキルエステルとα-オレフィンとを第VI族オレフィンメタセシス触媒(例えばZ選択的第VI族メタセシス触媒)の存在下で反応させることで、所望のクロスメタセシス生成物と自己メタセシス共生成物との統計的混合物を生成することができる。生成物の比を変動させるために供給原料の比を調整することができる。例えば、反応物をα-オレフィン対脂肪族アルコール/エステルのモル比1.5:1で供給することで3:2.25:1比の内部オレフィン、メタセシス生成物、およびジオール/ジエステル生成物を得ることができる。このプロセス条件の結果として、比較的高価な保護脂肪族アルコール/エステルが効率的に利用される。
スキーム7
様々なオレフィンと不飽和脂肪族アルコールおよび脂肪酸エステルとのメタセシスにより得られる生成物を、表3に記載のフェロモンを含むがそれに限定されないいくつかのフェロモンの合成に使用することができる。
本発明はまた、例えばスキーム8〜16に示される、メタセシス反応における使用のためのジエン中間体、8-不飽和中間体、および11-不飽和中間体への有利な経路を提供する。
スキーム8
スキーム9
スキーム10
スキーム11
スキーム12
スキーム13
スキーム14
スキーム15
スキーム16
添字xが0であるいくつかの態様では、本方法は、式XVII:
のアルコールを
式XVIII:
の化合物に変換する工程であって、式中、R6は脱離基である、工程; および
脱離基を脱離させることで式XIa:
のオレフィンを形成する工程をさらに含む。
式XVIII:
脱離基を脱離させることで式XIa:
添字xが0であるいくつかの態様では、式XIaのオレフィンは(Z)-ヘキサ-1,3-ジエンである。
添字xが0であるいくつかの態様では、式XIのオレフィンは(E)-ペンタ-1,3-ジエンである。いくつかの態様では、(E)-ペンタ-1,3-ジエンは、1-ハロ-ペンタ-2-エンを形成するために十分な条件下でハロゲン化アリルとブタ-1-エンとを接触させること、および脱ハロゲン化水素によって1-ハロ-ペンタ-2-エンからハロゲンを脱離させて(E)-ペンタ-1,3-ジエンを形成することにより調製される。いくつかの態様では、脱ハロゲン化水素は[Cp*Ru(MeCN)3][PF6]により触媒される。いくつかの態様では、(E)-ペンタ-1,3-ジエンは、C5ラフィネートの分留を含むプロセスにより得られる。
いくつかの態様では、添字xは1である。いくつかの当該の態様では、式XIのオレフィンはヘキサ-1,4-ジエンである。いくつかの態様では、ヘキサ-1,4-ジエンはヘキサ-1-エン-4-インから調製される。いくつかの態様では、ヘキサ-1,4-ジエンは、ヘキサ-1,4-ジエンを形成するために十分な条件下でヘキサ-1,5-ジエンと異性化触媒とを接触させることで調製される。
添字xが0または1であるいくつかの態様では、メタセシス反応パートナーは式XIIc:
のエステルであり
脂肪族オレフィン誘導体は、変換工程(b)なしで式XV:
のメタセシス生成物として得られる。
脂肪族オレフィン誘導体は、変換工程(b)なしで式XV:
添字xが0または1であるいくつかの態様では、メタセシス反応パートナーは式XIId:
の化合物であり
メタセシス生成物は式XIIId:
のハロゲン化物であり、
メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程は、式XV:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下で式XIIIdのハロゲン化物とC1〜8アルカノエートとを接触させることを含み、アルケノールエステルは脂肪族オレフィン誘導体である。
メタセシス生成物は式XIIId:
メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程は、式XV:
いくつかの態様では、式XIIのメタセシス反応パートナーは、以下の工程を含む方法により調製される:
i) 式XVII:
のジオールを
式XVIII:
のアルコールに変換する工程であって、式中、R5は脱離基である、工程;
ii) 式XIX:
の保護アルコールを形成するために、該アルコールを保護する工程; および
iii) 脱離基R5を脱離させることで式XIIのメタセシス反応パートナーを形成する工程。
i) 式XVII:
式XVIII:
ii) 式XIX:
iii) 脱離基R5を脱離させることで式XIIのメタセシス反応パートナーを形成する工程。
ジオールXVIIを、任意の好適な脱離基R5を有するアルコールXVIIIに変換することができる。いくつかの態様では、R5はハロゲンである。例えば、R5はクロロ、ブロモ、またはヨードでありうる。いくつかの態様では、R5はブロモである。いくつかの態様では、R5はスルホネート(すなわち、Rがアルキル、ハロアルキル、アリール、または置換アリールである-OS(O)2R)である。好適なスルホネートとしてはメシレート(メタンスルホネート)、トリフレート(トリフルオロメタンスルホネート)、ベシレート(ベンゼンスルホネート)、トシレート(p-トルエンスルホネート)、およびブロシレート(4-ブロモベンゼンスルホネート)が挙げられるがそれに限定されない。いくつかの態様では、R5はメシレート(-OMsと略す)である。いくつかの態様では、R5はトシレート(-OTsと略す)である。トシレートおよび他のスルホネートは、ジオールとハロゲン化スルホニル試薬(例えば塩化p-トルエンスルホニルもしくは塩化メタンスルホニルなどの塩化スルホニルまたは臭化p-トルエンスルホニルもしくは臭化メタンスルホニルなどの臭化スルホニル)あるいは無水スルホン酸(例えば無水p-トルエンスルホン酸、無水メタンスルホン酸)などとを接触させることで形成可能である。
特定の場合では、ジオールの選択的モノスルホニル化を、ジオールにハロゲン化スルホニルまたは無水スルホン酸を少量に分けて(例えば滴下または定量添加で)ゆっくりと加えることで行うことができる。選択的モノスルホニル化を触媒量の有機スズ試薬(例えばBu2SnOもしくはMe2SnCl2)、触媒量のボリン酸、酸化銀、モンモリロナイト、および/または銅(II)トリフレートなどのルイス酸触媒により促進してもよい(例えばMartinelli et al. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 3578; Voight et al. J. Org. Chem. 2002, 67, 8489; Bucher et al. Tetrahedron Lett. 2000, 41, 9617; Lee et al. J. Am. Chem Soc. 2012, 134, 8260; Bouzide et al. Org. Lett. 2002, 4, 2329; Choudary et al. Tetrahedron 2000, 56, 7291; Demizu et al. Tetrahedron Lett. 2007, 48, 7605-7609; Fiori et al. Nature Chem. 2009, 1, 630を参照)。通常、スルホニル化反応混合物中のハロゲン化スルホニルまたは無水スルホン酸の量は、スルホニル化反応混合物中のジオールに対して約0.75モル当量〜約1.5モル当量の範囲である。スルホニル化反応混合物はトリメチルアミン、ジイソプロピルアミン、ピリジンなどの塩基をさらに含みうる。
保護アルコールXIXは任意の好適な保護基R4aを含みうる。保護基の例としてはメチルエーテル、置換メチルエーテル、エチルエーテル、置換エチルエーテル、ベンジルエーテル、置換ベンジルエーテル、およびシリルエーテルが挙げられるがそれに限定されない。いくつかの態様では、保護基R4aは置換メチルエーテルである。例えば、R4aはメトキシメチル; メチルチオメチル; (フェニルジメチルシリル)-メトキシメチル; ベンジルオキシメチル; p-メトキシベンジルオキシメチル; [(3,4-ジメトキシベンジル)オキシ]メチル; p-ニトロベンジルオキシメチル; o-ニトロベンジルオキシメチル; [(R)-1-(2-ニトロフェニル)エトキシ]メチル; (4-メトキシフェノキシ)メチル; グアヤコールメチル; {(p-フェニルフェニル)オキシ}メチル; t-ブトキシメチル; シロキシメチル; 2-メトキシエトキシメチル; 2-シアノエトキシメチル; ビス(2-クロロエトキシ)メチル; 2,2,2-トリクロロエトキシメチル; 2-(トリメチルシリル)エトキシメチル; メントキシメチル; O-ビス(2-アセトキシエトキシ)メチル; テトラヒドロピラニル; フッ素置換テトラヒドロピラニル; 3-ブロモテトラヒドロ-ピラニル; テトラヒドロチオピラニル; 1-メトキシシクロヘキシル; 4-メトキシテトラヒドロピラニル; 4-メトキシテトラヒドロチオピラニル; 4-メトキシテトラヒドロチオピラニルS,S-ジオキシド; 1-[(2-クロロ-4-メチル)フェニル]-4-メトキシピペリジン-4-イル; 1-(2-フルオロフェニル)-4-メトキシピペリジン-4-イル; 1-(4-クロロフェニル)-4-メトキシピペリジン-4-イル; 1,4-ジオキサン-2-イル; テトラヒドロフラニル; テトラヒドロ-チオフラニル; または2.3.3a,4,5,6,7,7a-オクタヒドロ-7,8,8-トリメチル-4,7-メタノベンゾ-フラン-2-イルでありうる。いくつかの態様では、R4aはテトラヒドロピラニル; フッ素置換テトラヒドロピラニル; 3-ブロモテトラヒドロピラニル; テトラヒドロチオピラニル; 1-メトキシシクロヘキシル; 4-メトキシテトラヒドロ-ピラニル; 4-メトキシテトラヒドロチオピラニル; および4-メトキシテトラヒドロチオピラニルS,S-ジオキシドからなる群より選択される。いくつかの態様では、R4aはテトラヒドロピラニルである。
いくつかの態様では、式XIIのメタセシス反応パートナーは、以下の工程を含む方法により調製される:
i) 式XIXa:
の保護アルコールを形成するために、式XVIIIa:
（式中、Xはハロゲンである）
のアルコールを保護する工程; および
ii) ハロゲンXを脱離させることで式XIIのメタセシス反応パートナーを形成する工程。
i) 式XIXa:
のアルコールを保護する工程; および
ii) ハロゲンXを脱離させることで式XIIのメタセシス反応パートナーを形成する工程。
本発明は、スキーム17に要約されるように、E7Z9-12Acおよび他のジエンの調製のための好都合な方法を提供する。本方法は、アセトキシ官能化末端オレフィン(例えば酢酸オクタ-7-エン-1-イル)および活性化アルケノール(例えばトシル酸ブタ-3-エン-1-イル)を含むがそれに限定されない、容易に調製される原料を使用する。活性化アルカノールはいくつかのジオール(例えば1,4-ブタンジオールなど)から調製可能である。合成工程数の減少を前提として、本発明の方法は、ロベシア・ボトラナ(L. botrana)性フェロモンおよび他の化合物の調製を、従来の方法よりも低費用および大規模で実現する。
スキーム17 酢酸(7E,9Z)-ドデカ-7,9-ジエン-1-イルの調製のための例示的プロセス
さらに、本発明の方法によって高純度生成物を得ることができる。対照的に、E7Z9-12Acのための従来の商業的プロセスによって得られる生成物の異性体純度はわずか約75%であり、副生成物(約25%)は酢酸(7E,9E)-ドデカ-7,9-ジエン-1-イル(E7E9-12Ac)である。本発明では、最終メタセシス工程はZ選択的クロスメタセシス触媒により触媒され、この触媒のZ-オレフィンとの反応速度はE-オレフィンとの反応速度に比べてはるかに高い。したがって、Z選択的クロスメタセシス反応中に、Z-オレフィン性結合を(例えば酢酸ドデカ-7,9-ジエン-1-イルの炭素7において)有する生成物および/または中間体を速度論的分割によって有効に除去することができる。有利なことに、本発明の方法はE-1,3-ジエンを使用するものであり、これにより、オレフィンメタセシス触媒によって多くの場合あまり耐容されないZ-1,3-ジエンの使用が回避される。
したがって、いくつかの態様は、以下の工程を含む、脂肪族オレフィン誘導体を合成する方法を提供する:
a) 式XXI:
のオレフィンと
式XXII:
のポリエン反応パートナーとを
メタセシス触媒の存在下、式XXIII:
のメタセシス生成物を形成するために十分な条件下で接触させる工程; および
b) 任意で、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程;
式中、
R1およびR3は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-COC(O)R4a、-CH2OR4b、-C(O)OR4c、および-CH2Xからなる群より選択され;
R4aは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され;
R4bはアルコール保護基であり;
R4cは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
Xはハロゲンであり;
添字mは0または1であり;
添字nは0〜15の範囲の整数である。
a) 式XXI:
式XXII:
メタセシス触媒の存在下、式XXIII:
b) 任意で、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程;
式中、
R1およびR3は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-COC(O)R4a、-CH2OR4b、-C(O)OR4c、および-CH2Xからなる群より選択され;
R4aは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され;
R4bはアルコール保護基であり;
R4cは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
Xはハロゲンであり;
添字mは0または1であり;
添字nは0〜15の範囲の整数である。
いくつかの態様では、ポリエン反応パートナーは式XXIIa:
のエステルであり、
脂肪族オレフィン誘導体は、変換工程(b)なしで式XXIIIa:
のメタセシス生成物として得られる。
脂肪族オレフィン誘導体は、変換工程(b)なしで式XXIIIa:
いくつかの態様では、式XXIIaのエステルは以下の工程を含む方法により得られる:
式XXIIa-i:
の内部オレフィンを式XXIIaのエステルに変換する工程;
式中、R5は脱離基である。
式XXIIa-i:
式中、R5は脱離基である。
いくつかの態様では、脱離基はスルホネートおよびハロゲン化物からなる群より選択される。
いくつかの態様では、式XXIIa-iの内部オレフィンは以下の工程を含む方法により得られる:
式XXIIa-iii:
の化合物と、
式IIa-ii:
の反応パートナーとを、
中間触媒の存在下、式XXIIa-iの内部オレフィンを形成するために十分な条件下で接触させる工程;
式中、R6およびR7は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択される。
式XXIIa-iii:
式IIa-ii:
中間触媒の存在下、式XXIIa-iの内部オレフィンを形成するために十分な条件下で接触させる工程;
式中、R6およびR7は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択される。
いくつかの態様では、本方法は以下の工程を含む:
a-i) 式XXIIa-iii:
の化合物と、
式IIa-ii:
の反応パートナーとを、
中間触媒の存在下、式XXIIa-i:
の内部オレフィンを形成するために十分な条件下で接触させる工程;
a-ii) 式XXIIa-iの内部オレフィンを式XXIIa:
のポリエン反応パートナーに変換する工程; および
a-iii) 式XXIのオレフィンと式XXIIaのポリエン反応パートナーとを、メタセシス触媒の存在下、式XXIIIa:
のメタセシス生成物を形成するために十分な条件下で接触させる工程;
ここで、
脂肪族オレフィン誘導体は、変換工程(b)なしで式XXIIIaのメタセシス生成物として得られ、
R5は脱離基であり、
R6およびR7は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択される。
a-i) 式XXIIa-iii:
式IIa-ii:
中間触媒の存在下、式XXIIa-i:
a-ii) 式XXIIa-iの内部オレフィンを式XXIIa:
a-iii) 式XXIのオレフィンと式XXIIaのポリエン反応パートナーとを、メタセシス触媒の存在下、式XXIIIa:
ここで、
脂肪族オレフィン誘導体は、変換工程(b)なしで式XXIIIaのメタセシス生成物として得られ、
R5は脱離基であり、
R6およびR7は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択される。
いくつかの態様では、式XXIIa-iまたは式XXIIa-iiiの脱離基R5はハロゲンである。例えば、R5はクロロ、ブロモ、またはヨードでありうる。いくつかの態様では、R5はブロモである。いくつかの態様では、R5はスルホネート(すなわち、Rがアルキル、ハロアルキル、アリール、または置換アリールである-OS(O)2R)である。好適なスルホネートとしてはメシレート(メタンスルホネート)、トリフレート(トリフルオロメタンスルホネート)、ベシレート(ベンゼンスルホネート)、トシレート(p-トルエンスルホネート)、およびブロシレート(4-ブロモベンゼンスルホネート)が挙げられるがそれに限定されない。いくつかの態様では、R5はメシレート(-OMsと略す)である。いくつかの態様では、R5はトシレート(-OTsと略す)である。トシレートおよび他のスルホネートは、ジオールとハロゲン化スルホニル試薬(例えば塩化p-トルエンスルホニルもしくは塩化メタンスルホニルなどの塩化スルホニルまたは臭化p-トルエンスルホニルもしくは臭化メタンスルホニルなどの臭化スルホニル)あるいは無水スルホン酸(例えば無水p-トルエンスルホン酸、無水メタンスルホン酸)などとを接触させることで形成可能である。
脱離基を脱離させることでメタセシス反応パートナーを形成する(例えば式XXIIa-iの内部オレフィンを式XXIIaのポリエン反応パートナーに変換する)ために好適な任意の条件を本発明の方法との組み合わせで使用することができる。いくつかの態様では、脱離条件(すなわち、脱離基を脱離させるために好適な条件)は、例えばカリウムtert-ブトキシド、ナトリウムtert-ブトキシド、水素化カリウム、水素化ナトリウム、カリウムビス(トリメチルシリル)アミド、ナトリウムビス(トリメチルシリル)アミド、リチウムジイソプロピルアミド、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン(DBU)、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ-5-エン(DBN)、またはN,N-ジイソプロピルエチルアミン(DIPEA)などの非求核塩基の使用を含む。
いくつかの態様では、脱離基含有化合物(例えば式XXIIa-iの内部オレフィン)に対して1〜10モル当量の非求核塩基を使用することができる。例えば、1〜5当量の非求核塩基または1〜2当量の非求核塩基を使用することができる。いくつかの態様では、脱離基含有化合物(例えば式XXIIa-iの内部オレフィン)に対して約1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、または2.0モル当量の非求核塩基(例えばカリウムtert-ブトキシドまたはDBU)を使用してメタセシス反応パートナー(例えば式XXIIaのポリエン反応パートナー)を形成する。いくつかの態様では、脱離反応を約0℃〜約100℃の範囲の温度で、メタセシス反応パートナーを形成するために十分な期間にわたって行うことができる。一般に、脱離反応を、反応に使用される特定の脱離基含有化合物および非求核塩基に応じて、数分間〜数時間またはそれ以上の範囲の期間にわたって行う。例えば、反応を約0℃、または約5℃、または約40℃、または約50℃、または約60℃、または約70℃、または約80℃で約10分間、または約30分間、または約1時間、または約2時間、または約4時間、または約8時間、または約12時間、または約16時間、または約20時間行うことができる。いくつかの態様では、非求核塩基の添加中に反応液を0℃〜5℃に冷却した後、反応温度を40℃以下に16時間上昇させることができる。
C. メタセシス触媒
一般に、本発明において使用される触媒は、メタセシス反応を媒介することができる金属を使用する。一般に、任意の遷移金属、例えば周期表の第3族〜第12族のうち1つから、またはランタニド系列から選択される金属を使用して、触媒を形成することができる。いくつかの態様では、金属は第3族〜第8族から、またはいくつかの場合では第4族〜第7族から選択される。いくつかの態様では、金属は第6族から選択される。「第6族」という用語は、クロム、モリブデン、およびタングステンを含む遷移金属群を意味する。さらに、本発明は、これらの元素の一形態を含有する不均一系触媒の形成(例えば、金属錯体を不溶性基材、例えばシリカに固定することによる)を含んでもよい。
一般に、本発明において使用される触媒は、メタセシス反応を媒介することができる金属を使用する。一般に、任意の遷移金属、例えば周期表の第3族〜第12族のうち1つから、またはランタニド系列から選択される金属を使用して、触媒を形成することができる。いくつかの態様では、金属は第3族〜第8族から、またはいくつかの場合では第4族〜第7族から選択される。いくつかの態様では、金属は第6族から選択される。「第6族」という用語は、クロム、モリブデン、およびタングステンを含む遷移金属群を意味する。さらに、本発明は、これらの元素の一形態を含有する不均一系触媒の形成(例えば、金属錯体を不溶性基材、例えばシリカに固定することによる)を含んでもよい。
本発明の方法を、メタセシス反応の選択性、すなわち、反応がZオレフィン(すなわちcisオレフィン)であれEオレフィン(すなわちtransオレフィン)であれ特定のオレフィン異性体を生成する程度に関して評価することができる。
一般に、Z選択的触媒は、オレフィンの15%超がZオレフィンであるメタセシス生成物を生じさせる。例えば、メタセシス生成物はZオレフィンを約20%〜約100%の範囲の量で含みうる。メタセシス生成物はZオレフィンを約25%〜約95%、または約30%〜約90%、または約35%〜約85%、または約40%〜約80%、または約45%〜約75%、または約50%〜約70%、または約55%〜約65%の範囲の量で含みうる。メタセシス生成物はZオレフィンを約15%〜約20%、または約20%〜約25%、または約25%〜約30%、または約30%〜約35%、または約35%〜約40%、または約40%〜約45%、または約45%〜約50%、または約50%〜約60%、または約60%〜約65%、または約65%〜約70%、または約70%〜約75%、または約75%〜約80%、または約80%〜約85%、または約85%〜約90%、または約90%〜約95%、または約95%〜約99%の範囲の量で含みうる。メタセシス生成物はZオレフィンを約55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の量で含みうる。ジエン出発原料が関与する特定のメタセシス反応によって、混合オレフィン立体化学配置を伴うジエンメタセシス生成物が得られる。例えば、メタセシス生成物酢酸(7E,9Z)ドデカ-7,9-ジエン-1-イルがZオレフィンを約97%の量で含むと言われる場合、このパーセントはドデカジエン部分のC9とC10との間に形成されるオレフィン性結合を指すと理解されよう。該生成物は特定の量のEオレフィン(例えば85%)を含んでもよく、このパーセントはドデカジエン部分のC7とC8との間のオレフィン性結合を指す。
特定の場合では、Z選択性は、大きな自由回転アリールオキシド(例えば置換または非置換[1,1'-ビナフタレン]-2-オール、置換または非置換オクタヒドロ-[1,1'-ビナフタレン]-2-オールなど)およびそれよりも小さなイミド置換基(例えば置換または非置換フェニルイミド基、置換または非置換アダマンチルイミド基など)に結合したタングステンまたはモリブデンなどの第6族金属を含む触媒により与えられる。この種類の触媒は、synアルキリデン付加体および全cisメタロシクロブタン中間体の形成によってZオレフィン生成物を生じさせることができると考えられる。他の場合では、Z選択性は、N-複素環カルベン配位子(例えば置換または非置換ジヒドロイミダゾール)を有するキレート基(例えばアダマンチル基)に結合したルテニウムまたはオスミウムなどの第8族金属を含む触媒により与えられる。そのような場合では、Zオレフィン生成物は、N-複素環カルベン配位子に対してシス位にありかつキレート基に対してトランス位にある経路を通じた、オレフィンによる金属-アルキリデン錯体に対するアタックにより生じうる。
一般に、E選択的触媒は、オレフィンの50%超がEオレフィンであるメタセシス生成物を生じさせる。E選択的触媒は、オレフィンの85%超がEオレフィンであるメタセシス生成物を生じさせることが好ましい。例えば、メタセシス生成物はEオレフィンを約86%〜約100%の範囲の量で含みうる。メタセシス生成物はEオレフィンを約86%〜約99%、または約88%〜約98%、または約90%〜約96%、または約92%〜約94%の範囲の量で含みうる。メタセシス生成物はEオレフィンを約86%〜約89%、または約89%〜約92%、または約92%〜約95%、または約95%〜約98%の範囲の量で含みうる。メタセシス生成物はEオレフィンを約86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、または100%の量で含みうる。E選択性は、中間体の立体化学配置を先に記載の様式で制御することで与えられうる。さらに、Eオレフィンの熱力学的安定性が対応するZオレフィンに比べて高いことから、多くの場合、Eオレフィン生成物の形成のほうが好ましい。
いくつかの態様では、メタセシス触媒は式XLIの構造を有する:
式中、
MはMoまたはWであり;
R6は置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよい脂肪族、および置換されていてもよいヘテロ脂肪族より選択され;
R7およびR8はそれぞれ独立して、水素、置換されていてもよい脂肪族、置換されていてもよいヘテロ脂肪族、置換されていてもよいアリール、および置換されていてもよいヘテロアリールより選択され;
R9は-O-アルキル、-O-ヘテロアルキル、-O-アリール、-O-ヘテロアリール、-N(Rn)-アルキル、-N(Rn)-ヘテロアルキル、-N(Rn)-アリール、および-N(Rn)-ヘテロアリールより選択され、
ここで各Rnは独立して、水素、アミノ保護基、および置換されていてもよいアルキルより選択され、また、
R9は置換されていてもよく;
R10はアリール、ヘテロアリール、アルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、-O-アルキル、-O-ヘテロアルキル、-O-アリール、および-O-ヘテロアリールより選択され、それぞれ置換されていてもよく、あるいは、
R10はハロゲンである。
MはMoまたはWであり;
R6は置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよい脂肪族、および置換されていてもよいヘテロ脂肪族より選択され;
R7およびR8はそれぞれ独立して、水素、置換されていてもよい脂肪族、置換されていてもよいヘテロ脂肪族、置換されていてもよいアリール、および置換されていてもよいヘテロアリールより選択され;
R9は-O-アルキル、-O-ヘテロアルキル、-O-アリール、-O-ヘテロアリール、-N(Rn)-アルキル、-N(Rn)-ヘテロアルキル、-N(Rn)-アリール、および-N(Rn)-ヘテロアリールより選択され、
ここで各Rnは独立して、水素、アミノ保護基、および置換されていてもよいアルキルより選択され、また、
R9は置換されていてもよく;
R10はアリール、ヘテロアリール、アルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、-O-アルキル、-O-ヘテロアルキル、-O-アリール、および-O-ヘテロアリールより選択され、それぞれ置換されていてもよく、あるいは、
R10はハロゲンである。
いくつかの態様では、メタセシス触媒は式XLIの構造を有し、メタセシス生成物はZオレフィンを含む。
いくつかの態様では、R9は置換されていてもよい非対称-O-アリール基であり、R10は置換されていてもよいヘテロアリール基である。
いくつかの場合では、金属錯体は、対称面を欠く酸素含有配位子または対称面を欠く窒素含有配位子(すなわち非対称配位子)を1個または複数個含む。いくつかの態様では、当該配位子は酸素原子(ヒドロキシル基を通じての)、または配位子の他の原子を通じて、金属原子に配位しうる。酸素含有配位子は配位子の1つの部位を通じて金属原子に配位しうる。すなわち、配位子は単座配位子でありうる。
いくつかの態様では、配位子は、金属中心に結合可能な2つの部位を含むことができ、ここで、第1の部位は、金属に配位する第1の部位の能力を減少させうる保護基または他の基に結合し、第2の部位は金属中心に配位する。例えば、配位子は、2個のヒドロキシル基を有する[1,1'-ビナフタレン]-2,2'-ジオール(BINOL)誘導体であることができ、ここで一方のヒドロキシル基は保護基(例えばシリル保護基)に結合し、他方のヒドロキシル基は金属中心に配位する。
いくつかの態様では、非対称酸素含有配位子は以下の構造を有する:
式中、
R16はアリール、ヘテロアリール、アルキル、またはヘテロアルキルより選択される置換されていてもよい基であり;
R17は水素、-OH、ハロゲン、-OPG、または、脂肪族、ヘテロ脂肪族、アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、アシル、およびアシルオキシより選択される置換されていてもよい基であり;
あるいは、R16およびR17は一緒になって置換されていてもよい部分不飽和環またはアリール環を形成し;
R18は-OH、-OPG、または置換されていてもよいアミノ基であり;
R19は水素、ハロゲンや、脂肪族、ヘテロ脂肪族、アリール、ヘテロアリール、またはアシルより選択される置換されていてもよい基であり;
R20、R21、R22、およびR23はそれぞれ独立して、アリール、ヘテロアリール、脂肪族、ヘテロ脂肪族、またはアシルであり、置換されていてもよく;
あるいは、R20およびR21は一緒になって置換されていてもよい部分不飽和環またはアリール環を形成し;
あるいは、R22およびR23は一緒になって置換されていてもよい部分不飽和環またはアリール環を形成し;
各PGは独立して、ヒドロキシル保護基である。
R16はアリール、ヘテロアリール、アルキル、またはヘテロアルキルより選択される置換されていてもよい基であり;
R17は水素、-OH、ハロゲン、-OPG、または、脂肪族、ヘテロ脂肪族、アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、アシル、およびアシルオキシより選択される置換されていてもよい基であり;
あるいは、R16およびR17は一緒になって置換されていてもよい部分不飽和環またはアリール環を形成し;
R18は-OH、-OPG、または置換されていてもよいアミノ基であり;
R19は水素、ハロゲンや、脂肪族、ヘテロ脂肪族、アリール、ヘテロアリール、またはアシルより選択される置換されていてもよい基であり;
R20、R21、R22、およびR23はそれぞれ独立して、アリール、ヘテロアリール、脂肪族、ヘテロ脂肪族、またはアシルであり、置換されていてもよく;
あるいは、R20およびR21は一緒になって置換されていてもよい部分不飽和環またはアリール環を形成し;
あるいは、R22およびR23は一緒になって置換されていてもよい部分不飽和環またはアリール環を形成し;
各PGは独立して、ヒドロキシル保護基である。
いくつかの態様では、R6は、アリールおよび脂肪族より選択される置換されていてもよい基である。
いくつかの態様では、R6は以下より選択される:
式中、各R11は独立して、水素または一価の置換基である。
いくつかの態様では、R10は、以下より選択される置換されていてもよい基である:
。
いくつかの態様では、R9は、以下より選択される置換されていてもよい基である:
。
いくつかの態様では、R9は、置換されていてもよい以下である。
いくつかの態様では、メタセシス触媒は以下より選択される:
式中、MはMoまたはWであり;
各R11は独立して、ハロおよびアルキルより選択され;
R12はアルキル、アリール、アルケニル、およびヘテロアリールからなる群より選択され;
各R13は独立して、水素、ハロ、アルキル、アリール、およびヘテロアリールより選択され;
各R14は独立して、ハロ、アルキル、アリール、およびヘテロアリールより選択され;
各R15は独立して、置換されていてもよいアルキルである。
各R11は独立して、ハロおよびアルキルより選択され;
R12はアルキル、アリール、アルケニル、およびヘテロアリールからなる群より選択され;
各R13は独立して、水素、ハロ、アルキル、アリール、およびヘテロアリールより選択され;
各R14は独立して、ハロ、アルキル、アリール、およびヘテロアリールより選択され;
各R15は独立して、置換されていてもよいアルキルである。
いくつかの態様では、メタセシス触媒は以下より選択される:
。
いくつかの態様では、メタセシス触媒は式XLIIの構造を有する:
式中、
MはMoまたはWであり;
R6aは置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいヘテロアルキル、置換されていてもよいシクロアルキル、および置換されていてもよいヘテロシクロアルキルより選択され;
R7aおよびR8aは独立して、水素、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアルケニル、置換されていてもよいヘテロアルキル、置換されていてもよいヘテロアルケニル、置換されていてもよいアリール、および置換されていてもよいヘテロアリールより選択され;
R10aは置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアルコキシ、置換されていてもよいヘテロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいアリールオキシ、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいシリルアルキル、および置換されていてもよいシリルオキシより選択され;
R9aはR11a-X-であり、ここで
XはOまたはSであり、R11aは置換されていてもよいアリールであり; あるいは、
XはOであり、R11aはSiR12aR13aR14aまたはCR15aR16aR17aであり、ここでR12a、R13a、R14a、R15a、R16a、およびR17aは独立して、置換されていてもよいアルキルおよび置換されていてもよいフェニルより選択され; あるいは、
R9aおよびR10aは連結しており、酸素を通じてMに結合している。
MはMoまたはWであり;
R6aは置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいヘテロアルキル、置換されていてもよいシクロアルキル、および置換されていてもよいヘテロシクロアルキルより選択され;
R7aおよびR8aは独立して、水素、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアルケニル、置換されていてもよいヘテロアルキル、置換されていてもよいヘテロアルケニル、置換されていてもよいアリール、および置換されていてもよいヘテロアリールより選択され;
R10aは置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアルコキシ、置換されていてもよいヘテロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいアリールオキシ、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいシリルアルキル、および置換されていてもよいシリルオキシより選択され;
R9aはR11a-X-であり、ここで
XはOまたはSであり、R11aは置換されていてもよいアリールであり; あるいは、
XはOであり、R11aはSiR12aR13aR14aまたはCR15aR16aR17aであり、ここでR12a、R13a、R14a、R15a、R16a、およびR17aは独立して、置換されていてもよいアルキルおよび置換されていてもよいフェニルより選択され; あるいは、
R9aおよびR10aは連結しており、酸素を通じてMに結合している。
いくつかの態様では、メタセシス触媒は式XLIIの構造を有し、メタセシス生成物はZオレフィンを含む。
いくつかの態様では、触媒は式XLIIの化合物であり、式中、
R10aはアルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、アリール、アリールオキシ、およびヘテロアリールからなる群より選択され、それぞれ置換されていてもよく;
XはOまたはSであり、R11aは置換されていてもよいアリールであり; あるいは、
XはOであり、R11aはCR15aR16aR17aである。
R10aはアルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、アリール、アリールオキシ、およびヘテロアリールからなる群より選択され、それぞれ置換されていてもよく;
XはOまたはSであり、R11aは置換されていてもよいアリールであり; あるいは、
XはOであり、R11aはCR15aR16aR17aである。
いくつかの態様では、触媒は式XLIIの化合物であり、式中、
R6aは2,6-ジメチルフェニル; 2,6-ジイソプロピルフェニル; 2,6-ジクロロフェニル; およびアダマンタ-1-イルからなる群より選択され;
R7aは-C(CH3)2C6H5および-C(CH3)3からなる群より選択され;
R8aはHであり;
R10aはピロール-1-イル; 2,5-ジメチル-ピロール-1-イル; トリフェニルシリルオキシ; トリイソプロピルシリルオキシ; 2-フェニル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イルオキシ; 2-メチル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イルオキシ; 9-フェニル-フルオレン-9-イルオキシ; 2,6-ジフェニル-フェノキシ; およびt-ブチルオキシからなる群より選択され;
R9aはR11a-X-であり、ここで
X＝Oであり、
R11aは、Oに対してオルト位にある2個の置換基を有するフェニル、または、少なくとも3個の置換基を有し、そのうち2個の置換基がOに対してオルト位にあり、1個の置換基がOに対してパラ位にあるフェニルであり; あるいは、
R11aは置換されていてもよい8-(ナフタレン-1-イル)-ナフタレン-1-イル; 置換されていてもよい8-フェニルナフタレン-1-イル; 置換されていてもよいキノリン-8-イル; トリフェニルシリル; トリイソプロピルシリル; トリフェニルメチル; トリ(4-メチルフェニル)メチル; 9-フェニル-フルオレン-9-イル; 2-フェニル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イル; 2-メチル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イル; およびt-ブチルからなる群より選択される。
R6aは2,6-ジメチルフェニル; 2,6-ジイソプロピルフェニル; 2,6-ジクロロフェニル; およびアダマンタ-1-イルからなる群より選択され;
R7aは-C(CH3)2C6H5および-C(CH3)3からなる群より選択され;
R8aはHであり;
R10aはピロール-1-イル; 2,5-ジメチル-ピロール-1-イル; トリフェニルシリルオキシ; トリイソプロピルシリルオキシ; 2-フェニル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イルオキシ; 2-メチル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イルオキシ; 9-フェニル-フルオレン-9-イルオキシ; 2,6-ジフェニル-フェノキシ; およびt-ブチルオキシからなる群より選択され;
R9aはR11a-X-であり、ここで
X＝Oであり、
R11aは、Oに対してオルト位にある2個の置換基を有するフェニル、または、少なくとも3個の置換基を有し、そのうち2個の置換基がOに対してオルト位にあり、1個の置換基がOに対してパラ位にあるフェニルであり; あるいは、
R11aは置換されていてもよい8-(ナフタレン-1-イル)-ナフタレン-1-イル; 置換されていてもよい8-フェニルナフタレン-1-イル; 置換されていてもよいキノリン-8-イル; トリフェニルシリル; トリイソプロピルシリル; トリフェニルメチル; トリ(4-メチルフェニル)メチル; 9-フェニル-フルオレン-9-イル; 2-フェニル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イル; 2-メチル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イル; およびt-ブチルからなる群より選択される。
いくつかの態様では、触媒は式XLIIの化合物であり、式中、
R10aはピロール-1-イル; 2,5-ジメチル-ピロール-1-イルからなる群より選択され;
R11aは、Oに対してオルト位にある2個の置換基を有するフェニル、または、少なくとも3個の置換基を有し、そのうち2個の置換基がOに対してオルト位にあり、1個の置換基がOに対してパラ位にあるフェニルであり; あるいは、
R11aは置換されていてもよい8-(ナフタレン-1-イル)-ナフタレン-1-イルおよび置換されていてもよい8-フェニルナフタレン-1-イルからなる群より選択される。
R10aはピロール-1-イル; 2,5-ジメチル-ピロール-1-イルからなる群より選択され;
R11aは、Oに対してオルト位にある2個の置換基を有するフェニル、または、少なくとも3個の置換基を有し、そのうち2個の置換基がOに対してオルト位にあり、1個の置換基がOに対してパラ位にあるフェニルであり; あるいは、
R11aは置換されていてもよい8-(ナフタレン-1-イル)-ナフタレン-1-イルおよび置換されていてもよい8-フェニルナフタレン-1-イルからなる群より選択される。
いくつかの態様では、触媒は式XLIIの化合物であり、式中、R7は以下より選択される: 4-ブロモ-2,6-ジフェニルフェノキシ; 4-フルオロ-2,6-ジフェニルフェノキシ; 4-メチル-2,6-ジフェニルフェノキシ; 4-メトキシ-2,6-ジフェニルフェノキシ; 4-ジメチルアミノ-2,6-ジフェニルフェノキシ; 2,4,6-トリフェニルフェノキシ; 4-フルオロ-2,6-ジメシチルフェノキシ; 4-ブロモ-2,6-ジ-tert-ブチルフェノキシ; 4-メトキシ-2,6-ジ-tert-ブチルフェノキシ; 4-メチル-2,6-ジ-tert-ブチルフェノキシ; 2,4,6-トリ-tert-ブチルフェノキシ; 4-ブロモ-2,3,5,6-テトラフェニルフェノキシ; 4-ブロモ-2,6-ジ(4-ブロモフェニル)-3,5-ジフェニルフェノキシ; 2,6-ジフェニルフェノキシ; 2,3,5,6-テトラフェニルフェノキシ; 2,6-ジ(tert-ブチル)フェノキシ; 2,6-ジ(2,4,6-トリイソプロピルフェニル)フェノキシ; トリフェニルシリルオキシ; トリイソプロピルシリルオキシ; トリフェニルメチルオキシ; トリ(4-メチルフェニル)メチルオキシ; 2-フェニル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イルオキシ; 2-メチル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イルオキシ; 9-フェニル-フルオレン-9-イルオキシ; t-ブチルオキシ;
式中、TBSはt-ブチルジメチルシリルである; または
式中、Me＝メチルである。
いくつかの態様では、メタセシス触媒は式XLIIaの構造を有する:
R6aはアリール、ヘテロアリール、アルキル、またはシクロアルキルであり、それぞれ置換されていてもよく;
R10aはピロリル、イミダゾリル、インドリル、ピラゾリル、アザインドリル、またはインダゾリルであり、それぞれ置換されていてもよく;
R11aは置換されていてもよいアリールであり;
R8aは水素原子、アルキル、またはアルコキシであり;
R7bは水素原子、-O-(C1〜6アルキル)、-CH2-O-(C1〜6アルキル)、ヘテロアルコキシ、または-N(C1〜6アルキル)2であり;
R7cおよびR7dは独立して、水素原子、C1〜6アルキル、C1〜6アルコキシ、ハロゲン原子、-NO2、アミド、またはスルホンアミドである。
R10aはピロリル、イミダゾリル、インドリル、ピラゾリル、アザインドリル、またはインダゾリルであり、それぞれ置換されていてもよく;
R11aは置換されていてもよいアリールであり;
R8aは水素原子、アルキル、またはアルコキシであり;
R7bは水素原子、-O-(C1〜6アルキル)、-CH2-O-(C1〜6アルキル)、ヘテロアルコキシ、または-N(C1〜6アルキル)2であり;
R7cおよびR7dは独立して、水素原子、C1〜6アルキル、C1〜6アルコキシ、ハロゲン原子、-NO2、アミド、またはスルホンアミドである。
いくつかの態様では、メタセシス触媒は式XLIIaの構造を有し、メタセシス生成物はZオレフィンを含む。
いくつかの態様では、式XLIIaのメタセシス触媒中のR6aはフェニル、2,6-ジクロロフェニル、2,6-ジメチルフェニル、2,6-ジイソプロピルフェニル、2-トリフルオロメチル-フェニル、ペンタフルオロフェニル、tert-ブチル、または1-アダマンチルである。
いくつかの態様では、R11aは以下である。
いくつかの態様では、R7bはメトキシであり、R7cは水素であり、R7dは水素である。
いくつかの態様では、メタセシス触媒は以下からなる群より選択される:
および
。
いくつかの態様では、メタセシス触媒は以下である。
いくつかの態様では、メタセシス触媒は以下である。
いくつかの態様では、メタセシス触媒は以下より選択される:
式中、「Me」はメチルであり、「Ph」はフェニルであり、「i-Pr」はイソプロピルであり、「Mes」はメシチル(すなわち2,4,6-トリメチルフェニル)であり、「TBS」はtert-ブチルジメチルシリルである。
いくつかの態様では、メタセシス触媒は以下である。
いくつかの態様では、触媒は式XLIIIの化合物である:
式中、
R31およびR32はそれぞれ独立して、R、-OR、-SR、-N(R)2、-OC(O)R、-SOR、-SO2R、-SO2N(R)2、-C(O)N(R)2、-NRC(O)R、または-NRSO2Rであり;
R33およびR34はそれぞれ独立して、ハロゲン、R、-N(R)2、-NRC(O)R、-NRC(O)OR、-NRC(O)N(R)2、-NRSO2R、-NRSO2N(R)2、-NROR、NR3、-OR、リン含有配位子、または、以下より選択される置換されていてもよい基であり:
少なくとも1個の窒素、および窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される0〜3個のさらなるヘテロ原子を有する、5〜6員単環式ヘテロアリール環、
少なくとも1個の窒素、および窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される0〜2個のさらなるヘテロ原子を有する、4〜7員飽和または部分不飽和複素環、
少なくとも1個の窒素、および窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される0〜4個のさらなるヘテロ原子を有する、7〜10員二環式飽和または部分不飽和複素環、ならびに
少なくとも1個の窒素、および窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される0〜4個のさらなるヘテロ原子を有する、8〜10員二環式ヘテロアリール環;
各Rは独立して、水素、または以下より選択される置換されていてもよい基であり:
フェニル、
フェロセン、
C1〜20脂肪族、
窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される1〜3個のヘテロ原子を有するC1〜20ヘテロ脂肪族、
3〜7員飽和または部分不飽和炭素環、
8〜10員二環式飽和環、部分不飽和環、またはアリール環、
窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される1〜4個のヘテロ原子を有する5〜6員単環式ヘテロアリール環、
窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される1〜3個のヘテロ原子を有する4〜7員飽和または部分不飽和複素環、
窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される1〜5個のヘテロ原子を有する7〜10員二環式飽和または部分不飽和複素環、および
窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される1〜5個のヘテロ原子を有する8〜10員二環式ヘテロアリール環;
あるいは、同じ窒素原子上の2個または3個のR基は該窒素と一緒になって、窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される該窒素原子を含まない0〜5個のさらなるヘテロ原子を有する、置換されていてもよい3〜12員飽和環、部分不飽和環、またはアリール環を形成し;
あるいは、同じ酸素原子上の2個のR基は該酸素と一緒になって、窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される該酸素原子を含まない0〜5個のさらなるヘテロ原子を有する、置換されていてもよい3〜12員飽和環、部分不飽和環、またはアリール環を形成し;
nは0、1、または2であり;
各R35は独立して単座配位子であり、あるいは、2個のR35はそれらの間に介在する原子と一緒になって置換されていてもよい二座基を形成し;
R31、R32、R33、R34、およびR35のうち2個以上はそれらの間に介在する原子と一緒になって置換されていてもよい多座配位子を形成してもよい。
R31およびR32はそれぞれ独立して、R、-OR、-SR、-N(R)2、-OC(O)R、-SOR、-SO2R、-SO2N(R)2、-C(O)N(R)2、-NRC(O)R、または-NRSO2Rであり;
R33およびR34はそれぞれ独立して、ハロゲン、R、-N(R)2、-NRC(O)R、-NRC(O)OR、-NRC(O)N(R)2、-NRSO2R、-NRSO2N(R)2、-NROR、NR3、-OR、リン含有配位子、または、以下より選択される置換されていてもよい基であり:
少なくとも1個の窒素、および窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される0〜3個のさらなるヘテロ原子を有する、5〜6員単環式ヘテロアリール環、
少なくとも1個の窒素、および窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される0〜2個のさらなるヘテロ原子を有する、4〜7員飽和または部分不飽和複素環、
少なくとも1個の窒素、および窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される0〜4個のさらなるヘテロ原子を有する、7〜10員二環式飽和または部分不飽和複素環、ならびに
少なくとも1個の窒素、および窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される0〜4個のさらなるヘテロ原子を有する、8〜10員二環式ヘテロアリール環;
各Rは独立して、水素、または以下より選択される置換されていてもよい基であり:
フェニル、
フェロセン、
C1〜20脂肪族、
窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される1〜3個のヘテロ原子を有するC1〜20ヘテロ脂肪族、
3〜7員飽和または部分不飽和炭素環、
8〜10員二環式飽和環、部分不飽和環、またはアリール環、
窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される1〜4個のヘテロ原子を有する5〜6員単環式ヘテロアリール環、
窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される1〜3個のヘテロ原子を有する4〜7員飽和または部分不飽和複素環、
窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される1〜5個のヘテロ原子を有する7〜10員二環式飽和または部分不飽和複素環、および
窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される1〜5個のヘテロ原子を有する8〜10員二環式ヘテロアリール環;
あるいは、同じ窒素原子上の2個または3個のR基は該窒素と一緒になって、窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される該窒素原子を含まない0〜5個のさらなるヘテロ原子を有する、置換されていてもよい3〜12員飽和環、部分不飽和環、またはアリール環を形成し;
あるいは、同じ酸素原子上の2個のR基は該酸素と一緒になって、窒素、酸素、または硫黄より独立して選択される該酸素原子を含まない0〜5個のさらなるヘテロ原子を有する、置換されていてもよい3〜12員飽和環、部分不飽和環、またはアリール環を形成し;
nは0、1、または2であり;
各R35は独立して単座配位子であり、あるいは、2個のR35はそれらの間に介在する原子と一緒になって置換されていてもよい二座基を形成し;
R31、R32、R33、R34、およびR35のうち2個以上はそれらの間に介在する原子と一緒になって置換されていてもよい多座配位子を形成してもよい。
いくつかの態様では、メタセシス触媒は式XLIIIの構造を有し、メタセシス生成物はZオレフィンを含む。
いくつかの態様では、触媒は以下より選択される:
W(O)(CH-t-Bu)(Ph2Pyr)(OHMT); W(O)(CH-t-Bu)(Ph2Pyr)(OHIPT); W(O)(CH-t-Bu)[N(C6F5)2](OHMT)(PPhMe2); W(O)(CH-t-Bu)(PMe3)2Cl2; W(O)(CH-t-Bu)(O-2,6-Ph2C6H3)2(PMe3); W(O)(CH-t-Bu)(Cl)(OHIPT); W(O)(CH-t-Bu)(PMe2Ph)2Cl2; W(O)(CHCMe2Ph)Cl2(PMe2Ph)2; W[OB(C6F5)3](CH-t-Bu)(Me2Pyr)(OHMT); W(O)(CH-t-Bu)[N-(C6F5)2](OHMT); W(O)(CH-t-Bu)(OHMT)2; W(O)(CH-t-Bu)(OHIPT)2; W(O)(CH-t-Bu)(Me2Pyr)(DFTO)(PPhMe2); W(O)(CH-t-Bu)(Me2Pyr)(DFTO); W(O)(CHCMe2Ph)(Me2Pyr)(DFTO)(PPhMe2); W(O)(CHCMe2Ph)(Me2Pyr)(DFTO); W(O)(CH-t-Bu)[N-(C6F5)2](DFTO); およびW(O)(CH-t-Bu)(DFTO)2; 式中、OHMTはO-2,6-ジメシチルフェノキシドであり; OHIPTはO-2,6-(2,4,6-トリイソプロピルフェニル)2C6H3であり; DFTOは2,6-ペンタフルオロフェニルフェノキシドであり; Ph2Pyrは2,5-ジフェニルピロール-1-イルであり; Me2Pyrは2,5-ジメチルピロール-1-イルである。
いくつかの態様では、触媒は式XLIVの化合物である:
式中、
Qはヒドロカルビレン、置換ヒドロカルビレン、ヘテロ原子含有ヒドロカルビレン、または置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビレンより選択され、ここでQ内の隣接原子上の2個以上の置換基は連結してさらなる環構造を形成してもよく;
Q*はR41基の炭素と共に炭素-ルテニウム結合を形成し;
R40およびR41は独立して、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、または置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビルより選択され;
R42はハロゲン化物、ナイトレート、アルキル、アリール、アルコキシ、アルキルカルボキシレート、アリールオキシ、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、アリールカルボキシレート、アシル、アシルオキシ、アルキルスルホナト、アリールスルホナト、アルキルスルファニル、アリールスルファニル、アルキルスルフィニル、およびアリールスルフィニルより選択され;
R43は水素、アルキル、およびアリールより選択され、ここでアルキルおよびアリールは、アルコキシ、アリールオキシ、ハロゲン、カルボン酸、ケトン、アルデヒド、ナイトレート、シアノ、イソシアネート、ヒドロキシル、エステル、エーテル、アミン、イミン、アミド、トリフルオロアミド、スルフィド、ジスルフィド、カルバメート、シラン、シロキサン、ホスフィン、ホスフェート、またはボレートからなる群より選択される1個または複数の官能基で置換されていてもよく; メチル、イソプロピル、sec-ブチル、t-ブチル、ネオペンチル、ベンジル、フェニル、およびトリメチルシリル;
R44、R45、R46、およびR47は独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアルキル、ヘテロ原子含有アルケニル、ヘテロアルケニル、ヘテロアリール、アルコキシ、アルケニルオキシ、アリールオキシ、アルコキシカルボニル、カルボニル、アルキルアミノ、アルキルチオ、アミノスルホニル、モノアルキルアミノスルホニル、ジアルキルアミノスルホニル、アルキルスルホニル、ニトリル、ニトロ、アルキルスルフィニル、トリハロアルキル、ペルフルオロアルキル、カルボン酸、ケトン、アルデヒド、ナイトレート、シアノ、イソシアネート、ヒドロキシル、エステル、エーテル、アミン、イミン、アミド、ハロゲン置換アミド、トリフルオロアミド、スルフィド、ジスルフィド、スルホネート、カルバメート、シラン、シロキサン、ホスフィン、ホスフェート、またはボレートからなる群より選択され、ここでR44、R45、R46、およびR47の任意の組み合わせは連結して1個または複数の環状基を形成してもよい。
Qはヒドロカルビレン、置換ヒドロカルビレン、ヘテロ原子含有ヒドロカルビレン、または置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビレンより選択され、ここでQ内の隣接原子上の2個以上の置換基は連結してさらなる環構造を形成してもよく;
Q*はR41基の炭素と共に炭素-ルテニウム結合を形成し;
R40およびR41は独立して、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、または置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビルより選択され;
R42はハロゲン化物、ナイトレート、アルキル、アリール、アルコキシ、アルキルカルボキシレート、アリールオキシ、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、アリールカルボキシレート、アシル、アシルオキシ、アルキルスルホナト、アリールスルホナト、アルキルスルファニル、アリールスルファニル、アルキルスルフィニル、およびアリールスルフィニルより選択され;
R43は水素、アルキル、およびアリールより選択され、ここでアルキルおよびアリールは、アルコキシ、アリールオキシ、ハロゲン、カルボン酸、ケトン、アルデヒド、ナイトレート、シアノ、イソシアネート、ヒドロキシル、エステル、エーテル、アミン、イミン、アミド、トリフルオロアミド、スルフィド、ジスルフィド、カルバメート、シラン、シロキサン、ホスフィン、ホスフェート、またはボレートからなる群より選択される1個または複数の官能基で置換されていてもよく; メチル、イソプロピル、sec-ブチル、t-ブチル、ネオペンチル、ベンジル、フェニル、およびトリメチルシリル;
R44、R45、R46、およびR47は独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアルキル、ヘテロ原子含有アルケニル、ヘテロアルケニル、ヘテロアリール、アルコキシ、アルケニルオキシ、アリールオキシ、アルコキシカルボニル、カルボニル、アルキルアミノ、アルキルチオ、アミノスルホニル、モノアルキルアミノスルホニル、ジアルキルアミノスルホニル、アルキルスルホニル、ニトリル、ニトロ、アルキルスルフィニル、トリハロアルキル、ペルフルオロアルキル、カルボン酸、ケトン、アルデヒド、ナイトレート、シアノ、イソシアネート、ヒドロキシル、エステル、エーテル、アミン、イミン、アミド、ハロゲン置換アミド、トリフルオロアミド、スルフィド、ジスルフィド、スルホネート、カルバメート、シラン、シロキサン、ホスフィン、ホスフェート、またはボレートからなる群より選択され、ここでR44、R45、R46、およびR47の任意の組み合わせは連結して1個または複数の環状基を形成してもよい。
いくつかの態様では、式XLIVの触媒中のQはヒドロカルビレンまたはアルキル置換ヒドロカルビレンである。いくつかの態様では、式XLIVの触媒中のR41はシクロアルキルまたはアルキル置換シクロアルキル基であり、R40はアルキル置換アリール基である。いくつかの態様では、式XLIVの触媒中のR43はアルキルである。いくつかの態様では、式XLIVの触媒中のR44、R45、R46、およびR47は水素である。いくつかの態様では、式XLIVの触媒中のR42はナイトレートまたはC1〜C20アルキルカルボキシレートである。いくつかの態様では、触媒は以下の構造を有する。
他のメタセシス触媒を本発明の方法において使用することができる。一般に、反応条件下で安定でかつ反応物上に存在する官能基と反応しない任意のメタセシス触媒を本発明で使用することができる。例えば、これらの触媒は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられるGrubbs(Grubbs, R.H., "Synthesis of large and small molecules using olefin metathesis catalysts." PMSE Prepr., 2012)に記載の触媒である。オレフィンの所望の異性体によっては、シス選択的メタセシス触媒、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み入れられるShahaneら(Shahane, S., et al. ChemCatChem, 2013. 5(12): p. 3436-3459)に記載の触媒のうち1種を使用することができる。シス選択性を示す特定の触媒1〜5は以下のスキーム18に示され、また、既に記載されている(Khan, R.K., et al. J. Am. Chem. Soc., 2013. 135(28): p. 10258-61; Hartung, J. et al. J. Am. Chem. Soc., 2013. 135(28): p. 10183-5.; Rosebrugh, L.E., et al. J. Am. Chem. Soc., 2013. 135(4): p. 1276-9.; Marx, V.M., et al. J. Am. Chem. Soc., 2013. 135(1): p. 94-7.; Herbert, M.B., et al. Angew. Chem. Int. Ed. Engl., 2013. 52(1): p. 310-4; Keitz, B.K., et al. J. Am. Chem. Soc., 2012. 134(4): p. 2040-3.; Keitz, B.K., et al. J. Am. Chem. Soc., 2012. 134(1): p. 693-9.; Endo, K. et al. J. Am. Chem. Soc., 2011. 133(22): p. 8525-7)。
スキーム18
さらなるZ選択的触媒は(Cannon and Grubbs 2013; Bronner et al. 2014; Hartung et al. 2014; Pribisko et al. 2014; Quigley and Grubbs 2014)に記載されており、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。これらのメタセシス触媒は、形式的に+2酸化状態である金属中心を有し、電子数16を有し、ペンタ配位しており、かつ一般式LL'AA'M=CRbRcまたはLL'AA'M=(C=)nCRbRcを有する、天然ルテニウムまたはオスミウム金属カルベン錯体(Pederson and Grubbs 2002)を含むがそれに限定されず、式中、
Mはルテニウムまたはオスミウムであり;
LおよびL'はそれぞれ独立して、任意の中性電子供与体配位子であり、好ましくはホスフィン、スルホン化ホスフィン、ホスファイト、ホスフィナイト、ホスホナイト、アルシン、輝安鉱、エーテル、アミン、アミド、イミン、スルホキシド、カルボキシル、ニトロシル、ピリジン、チオエーテル、または複素環カルベンより選択され;
AおよびA'は、ハロゲン、水素、C1〜C20アルキル、アリール、C1〜C20アルコキシド、アリールオキシド、C2〜C20アルコキシカルボニル、アリールカルボキシレート、C1〜C20カルボキシレート、アリールスルホニル、C1〜C20アルキルスルホニル、C1〜C20アルキルスルフィニルより独立して選択されるアニオン性配位子であり; 各配位子はC1〜C5アルキル、ハロゲン、C1〜C5アルコキシで; またはハロゲン、C1〜C5アルキル、もしくはC1〜C5アルコキシで置換されていてもよいフェニル基で置換されていてもよく; AおよびA'は一緒になって二座配位子を含んでもよく;
RbおよびRcは独立して、水素、C1〜C20アルキル、アリール、C1〜C20カルボキシレート、C1〜C20アルコキシ、アリールオキシ、C1〜C20アルコキシカルボニル、C1〜C20アルキルチオ、C1〜C20アルキルスルホニル、およびC1〜C20アルキルスルフィニルより選択され、RbおよびRcはそれぞれC1〜C5アルキル、ハロゲン、C1〜C5アルコキシで、または、ハロゲン、C1〜C5アルキル、もしくはC1〜C5アルコキシで置換されていてもよいフェニル基で置換されていてもよい。
Mはルテニウムまたはオスミウムであり;
LおよびL'はそれぞれ独立して、任意の中性電子供与体配位子であり、好ましくはホスフィン、スルホン化ホスフィン、ホスファイト、ホスフィナイト、ホスホナイト、アルシン、輝安鉱、エーテル、アミン、アミド、イミン、スルホキシド、カルボキシル、ニトロシル、ピリジン、チオエーテル、または複素環カルベンより選択され;
AおよびA'は、ハロゲン、水素、C1〜C20アルキル、アリール、C1〜C20アルコキシド、アリールオキシド、C2〜C20アルコキシカルボニル、アリールカルボキシレート、C1〜C20カルボキシレート、アリールスルホニル、C1〜C20アルキルスルホニル、C1〜C20アルキルスルフィニルより独立して選択されるアニオン性配位子であり; 各配位子はC1〜C5アルキル、ハロゲン、C1〜C5アルコキシで; またはハロゲン、C1〜C5アルキル、もしくはC1〜C5アルコキシで置換されていてもよいフェニル基で置換されていてもよく; AおよびA'は一緒になって二座配位子を含んでもよく;
RbおよびRcは独立して、水素、C1〜C20アルキル、アリール、C1〜C20カルボキシレート、C1〜C20アルコキシ、アリールオキシ、C1〜C20アルコキシカルボニル、C1〜C20アルキルチオ、C1〜C20アルキルスルホニル、およびC1〜C20アルキルスルフィニルより選択され、RbおよびRcはそれぞれC1〜C5アルキル、ハロゲン、C1〜C5アルコキシで、または、ハロゲン、C1〜C5アルキル、もしくはC1〜C5アルコキシで置換されていてもよいフェニル基で置換されていてもよい。
「十分に規定された触媒」などの他のメタセシス触媒を使用してもよい。これらの触媒としてはSchrockモリブデンメタセシス触媒、Grubbsら(Tetrahedron 1998, 54: 4413-4450)に記載の2,6-ジイソプロピルフェニルイミドネオフィリデンモリブデン(VI)ビス(ヘキサフルオロ-t-ブトキシド)、およびCouturier, J. L.ら(Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1992, 31: 628)に記載のBassetタングステンメタセシス触媒が挙げられるがそれに限定されない。
また、本発明の方法において有用な触媒としてはPeryshkov, et al. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133: 20754-20757; Wang, et al. Angewandte Chemie, 2013, 52: 1939-1943; Yu, et al. J. Am. Chem. Soc., 2012, 134: 2788-2799; Halford. Chem. Eng. News, 2011, 89 (45): 11; Yu, et al. Nature, 2011, 479: 88-93; Lee. Nature, 2011, 471: 452-453; Meek, et al. Nature, 2011: 471, 461-466; Flook, et al. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133: 1784-1786; Zhao, et al. Org Lett., 2011, 13(4): 784-787; Ondi, et al. "High activity, stabilized formulations, efficient synthesis and industrial use of Mo- and W-based metathesis catalysts" XiMo Technology Updates, 2015: http://www.ximo-inc.com/files/ximo/uploads/download/Summary_3.11.15.pdf; Schrock, et al. Macromolecules, 2010: 43, 7515-7522; Peryshkov, et al. Organometallics 2013: 32, 5256-5259; Gerber, et al. Organometallics 2013: 32, 5573-5580; Marinescu, et al. Organometallics 2012: 31, 6336-6343; Wang, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2013: 52, 1939-1943; Wang, et al. Chem. Eur. J. 2013: 19, 2726-2740; Townsend et al. J. Am. Chem. Soc. 2012: 134, 11334-11337; Johns et al. Org. Lett. 2016: 18, 772-775; Torrente-Murciano, et al. Front. Chem. 2014: 2, Art. 37, 1-5; Wang, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2017: 56, 1614-1618; Gawin et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2017: 56, 981-986; Engl et al. Organometallics. 2016: 35, 887-893; Shen et al. Nature. 2017: 541, 380-385; およびAhmed, et al. J. Am. Chem. Soc. 2017: 139, 1532-1537に記載の触媒が挙げられる。
また、本発明の方法において有用な触媒としては国際公開WO 2014/155185号; 国際公開WO 2014/172534号; 米国特許出願公開第2014/0330018号; 国際公開WO 2015/003815号; および国際公開WO 2015/003814号に記載の触媒が挙げられる。
また、本発明の方法において有用な触媒としては米国特許第7,276,616号; 米国特許第6,635,768号; 米国特許第7,632,772号; 国際公開WO 2007/003135号; 国際公開WO 2008/065187号; 国際公開WO 2008/135386号; 欧州特許第1468004号; 米国特許第7,687,635号; 米国特許第7,205,424号; 米国特許第9,328,132号; 国際公開WO 2014/016422号; 米国特許第8,933,242号; 米国特許第9,527,877号; 国際公開WO 2014/001109号; 国際公開WO 2004/035596号; 国際公開WO 2013/127880号; 米国特許第9,403,860号; および米国特許第9,371,345号に記載の触媒が挙げられる。
また、本発明の方法において有用な触媒としては米国特許第4,231,947号; 米国特許第4,245,131号; 米国特許第4,427,595号; 米国特許第4,681,956号; 米国特許第4,727,215号; 国際公開WO 1991/009825号; 米国特許第5,0877,10号; 米国特許第5,142,073号; 米国特許第5,146,033号; 国際公開WO 1992/019631号; 米国特許第6,121,473号; 米国特許第6,346,652号; 米国特許第8,987,531号; 米国特許出願公開第2008/0119678号; 国際公開WO 2008/066754号; 国際公開WO 2009/094201号; 米国特許出願公開第2011/0015430号; 米国特許出願公開第2011/0065915号; 米国特許出願公開第2011/0077421号; 国際公開WO 2011/040963号; 国際公開WO 2011/097642号; 米国特許出願公開第2011/0237815号; 米国特許出願公開第2012/0302710号; 国際公開WO 2012/167171号; 米国特許出願公開第2012/0323000号; 米国特許出願公開第2013/0116434号; 国際公開WO 2013/070725号; 米国特許出願公開第2013/0274482号; 米国特許出願公開第2013/0281706号; 国際公開WO 2014/139679号; 国際公開WO 2014/169014号; 米国特許出願公開第2014/0330018号; および米国特許出願公開第2014/0378637号に記載の触媒が挙げられる。
また、本発明の方法において有用な触媒としては国際公開WO 2007/075427号; 米国特許出願公開第2007/0282148号; 国際公開WO 2009/126831号; 国際公開WO 2011/069134号; 米国特許出願公開第2012/0123133号; 米国特許出願公開第2013/0261312号; 米国特許出願公開第2013/0296511号; 国際公開WO 2014/134333号; および米国特許出願公開第2015/0018557号に記載の触媒が挙げられる。
また、本発明の方法において有用な触媒としては以下の表に記載の触媒が挙げられる。
いくつかの態様では、メタセシス生成物はEオレフィン(例えば(E)-デカ-5-エン-1-オール、酢酸(E)-デカ-5-エン-1-イル、酢酸(7E,9Z)-ドデカ-7,9-ジエン-1-イル、または(8E,10E)-ドデカ-8,10-ジエン-1-オール)を含み、メタセシス触媒は以下からなる群より選択される:
。
いくつかの態様では、メタセシス生成物はEオレフィン(例えば(E)-デカ-5-エン-1-オール、酢酸(E)-デカ-5-エン-1-イル、酢酸(7E,9Z)-ドデカ-7,9-ジエン-1-イル、または(8E,10E)-ドデカ-8,10-ジエン-1-オール)を含み、メタセシス触媒は以下からなる群より選択される:
。
いくつかの態様では、メタセシス生成物はEオレフィン(例えば(E)-デカ-5-エン-1-オール、酢酸(E)-デカ-5-エン-1-イル、酢酸(7E,9Z)-ドデカ-7,9-ジエン-1-イル、または(8E,10E)-ドデカ-8,10-ジエン-1-オール)を含み、メタセシス触媒は以下からなる群より選択される:
。
また、本発明の方法において有用な触媒としては米国特許出願公開第2008/0009598号; 米国特許出願公開第2008/0207911号; 米国特許出願公開第2008/0275247号; 米国特許出願公開第2011/0040099号; 米国特許出願公開第2011/0282068号; および米国特許出願公開第2015/0038723号に記載の触媒が挙げられる。
本発明の方法において有用な触媒としては国際公開WO 2007/140954号; 米国特許出願公開第2008/0221345号; 国際公開WO 2010/037550号; 米国特許出願公開第2010/0087644号; 米国特許出願公開第2010/0113795号; 米国特許出願公開第2010/0174068号; 国際公開WO 2011/091980号; 国際公開WO 2012/168183号; 米国特許出願公開第2013/0079515号; 米国特許出願公開第2013/0144060号; 米国特許出願公開第2013/0211096号; 国際公開WO 2013/135776号; 国際公開WO 2014/001291号; 国際公開WO 2014/067767号; 米国特許出願公開第2014/0171607号; および米国特許出願公開第2015/0045558号に記載の触媒が挙げられる。
いくつかの中間触媒が、上記式XXIIa-Iの内部オレフィンを形成するために有用である。例えば、中間触媒は非選択的メタセシス触媒またはZ選択的触媒(例えばZ選択的モリブデン触媒もしくはZ選択的タングステン触媒)でありうる。
いくつかの態様では、中間触媒は上記式XLIIの化合物である。いくつかの当該の態様では、R10aはピロール-1-イル; 2,5-ジメチル-ピロール-1-イルからなる群より選択され; R11aは、Oに対してオルト位にある2個の置換基を有するフェニル、または、少なくとも3個の置換基を有し、そのうち2個の置換基がOに対してオルト位にあり、1個の置換基がOに対してパラ位にあるフェニルであり; あるいは、R11aは置換されていてもよい8-(ナフタレン-1-イル)-ナフタレン-1-イルおよび置換されていてもよい8-フェニルナフタレン-1-イルからなる群より選択される。
いくつかの態様では、中間触媒は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられるWO 2014/139679に例えば記載の式XLIIの化合物である。いくつかの態様では、中間触媒は以下である。
いくつかの態様では、中間触媒は式XLVの化合物である:
式中、
Mは遷移金属であり;
R50はアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アルコキシカルボニル、アルキルスルホニル、またはアルキルスルフィニルであり、それぞれアルキル部分、アルコキシ部分、アリール部分、またはヘテロアリール部分で置換されていてもよく;
R51およびR52はそれぞれ電子吸引性アニオン性配位子であるか、または一緒になって電子吸引性アニオン性配位子となり;
R53、R54、R55、およびR56はそれぞれH、ハロゲン原子であるか、または、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アルコキシ、アルケニルオキシ、アルキニルオキシ、アリールオキシ、アルコキシカルボニル、アルキルアミノ、アルキルチオ、アルキルスルホニル、もしくはアルキルスルフィニルであり、それぞれアルキル部分、ハロゲン部分、アリール部分、もしくはヘテロアリール部分で置換されていてもよく;
Xは酸素、硫黄、窒素、またはリンであり;
Yは電子供与性複素環カルベン配位子である。
Mは遷移金属であり;
R50はアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アルコキシカルボニル、アルキルスルホニル、またはアルキルスルフィニルであり、それぞれアルキル部分、アルコキシ部分、アリール部分、またはヘテロアリール部分で置換されていてもよく;
R51およびR52はそれぞれ電子吸引性アニオン性配位子であるか、または一緒になって電子吸引性アニオン性配位子となり;
R53、R54、R55、およびR56はそれぞれH、ハロゲン原子であるか、または、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アルコキシ、アルケニルオキシ、アルキニルオキシ、アリールオキシ、アルコキシカルボニル、アルキルアミノ、アルキルチオ、アルキルスルホニル、もしくはアルキルスルフィニルであり、それぞれアルキル部分、ハロゲン部分、アリール部分、もしくはヘテロアリール部分で置換されていてもよく;
Xは酸素、硫黄、窒素、またはリンであり;
Yは電子供与性複素環カルベン配位子である。
いくつかの態様では、MはRuである。いくつかの態様では、XはOまたはSである。いくつかの態様では、R50は低級アルキル基(例えばイソプロピル)である。いくつかの態様では、R51およびR52はそれぞれハロゲン(例えばCl)である。いくつかの態様では、R53、R54、R55、およびR56はそれぞれHまたは低級アルキル基である。
いくつかの態様では、化合物XLV中のYは4,5-ジヒドロイミダゾール-2-イリデンを含む。いくつかの態様では、Yは、下記式を有する複素環構造を含む:
式中、R57およびR58はそれぞれ芳香環部分(例えば2,4,6-トリメチルフェニル部分)を含む。
いくつかの態様では、中間触媒は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられるWO 02/14376、米国特許第7,723,255号、およびUS 2016/168181に例えば記載の式XLVの化合物である。いくつかの態様では、中間触媒は以下である。
いくつかの態様では、中間触媒は、式XXIIa-iiiの化合物または式XXIIa-iiの反応パートナーに対して0.01mol%未満の量で存在する。
D. メタセシス反応条件
通常、触媒は、反応混合物中にて準化学量論的量(例えば触媒量)で与えられる。特定の態様では、当該の量は、どちらの試薬が化学量論的過剰量であるかによるが、化学反応の制限試薬に対して約0.001〜約50mol%の範囲である。いくつかの態様では、触媒は制限試薬に対して約40mol%以下で存在する。いくつかの態様では、触媒は制限試薬に対して約30mol%以下で存在する。いくつかの態様では、触媒は制限試薬に対して約20mol%未満、約10mol%未満、約5mol%未満、約2.5mol%未満、約1mol%未満、約0.5mol%未満、約0.1mol%未満、約0.015mol%未満、約0.01mol%未満、約0.0015mol%未満、またはそれ以下で存在する。いくつかの態様では、触媒は制限試薬に対して約2.5mol%〜約5mol%の範囲で存在する。いくつかの態様では、反応混合物は約0.5mol%の触媒を含む。触媒錯体の分子式が2種以上の金属を含む場合、反応に使用される触媒錯体の量を相応に調整することができる。
通常、触媒は、反応混合物中にて準化学量論的量(例えば触媒量)で与えられる。特定の態様では、当該の量は、どちらの試薬が化学量論的過剰量であるかによるが、化学反応の制限試薬に対して約0.001〜約50mol%の範囲である。いくつかの態様では、触媒は制限試薬に対して約40mol%以下で存在する。いくつかの態様では、触媒は制限試薬に対して約30mol%以下で存在する。いくつかの態様では、触媒は制限試薬に対して約20mol%未満、約10mol%未満、約5mol%未満、約2.5mol%未満、約1mol%未満、約0.5mol%未満、約0.1mol%未満、約0.015mol%未満、約0.01mol%未満、約0.0015mol%未満、またはそれ以下で存在する。いくつかの態様では、触媒は制限試薬に対して約2.5mol%〜約5mol%の範囲で存在する。いくつかの態様では、反応混合物は約0.5mol%の触媒を含む。触媒錯体の分子式が2種以上の金属を含む場合、反応に使用される触媒錯体の量を相応に調整することができる。
いくつかの場合では、本明細書に記載の方法を溶媒の非存在下で(例えば未希釈で)行うことができる。いくつかの場合では、本方法は1種または複数の溶媒の使用を含みうる。本発明における使用に好適でありうる溶媒の例としてはベンゼン、p-クレゾール、トルエン、キシレン、ジエチルエーテル、グリコール、ジエチルエーテル、石油エーテル、ヘキサン、シクロヘキサン、ペンタン、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ヘキサメチル-リン酸トリアミド、酢酸エチル、ピリジン、トリエチルアミン、ピコリンなど、およびそれらの混合物が挙げられるがそれに限定されない。いくつかの態様では、溶媒はベンゼン、トルエン、ペンタン、塩化メチレン、およびTHFより選択される。特定の態様では、溶媒はベンゼンである。
いくつかの態様では、本方法を減圧下で行う。これは、メタセシス反応の途中でエチレンなどの揮発性副生成物が生成されうる場合に有利でありうる。例えば、反応容器からのエチレン副生成物の除去によって、有利なことに、メタセシス反応の平衡が所望の生成物の形成のほうに移動しうる。いくつかの態様では、本方法を約760torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約700torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約650torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約600torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約550torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約500torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約450torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約400torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約350torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約300torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約250torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約200torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約150torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約100torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約90torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約80torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約70torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約60torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約50torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約40torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約30torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約20torr未満の圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約20torrの圧力で行う。
いくつかの態様では、本方法を約19torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約18torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約17torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約16torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約15torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約14torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約13torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約12torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約11torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約10torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約10torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約9torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約8torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約7torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約6torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約5torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約4torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約3torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約2torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約1torrの圧力で行う。いくつかの態様では、本方法を約1torr未満の圧力で行う。
いくつかの態様では、2種のメタセシス反応物は等モル量で存在する。いくつかの態様では、2種のメタセシス反応物は等モル量で存在しない。特定の態様では、2種の反応物は約20:1、19:1、18:1、17:1、16:1、15:1、14:1、13:1、12:1、11:1、10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19、または1:20のモル比で存在する。特定の態様では、2種の反応物は約10:1のモル比で存在する。特定の態様では、2種の反応物は約7:1のモル比で存在する。特定の態様では、2種の反応物は約5:1のモル比で存在する。特定の態様では、2種の反応物は約2:1のモル比で存在する。特定の態様では、2種の反応物は約1:10のモル比で存在する。特定の態様では、2種の反応物は約1:7のモル比で存在する。特定の態様では、2種の反応物は約1:5のモル比で存在する。特定の態様では、2種の反応物は1:2のモル比で存在する。
いくつかの態様では、1モル当量のオレフィンと1モル当量のメタセシス反応パートナーとを接触させる。いくつかの態様では、約1.5、2、2.5、または3モル当量のオレフィンと1モル当量のメタセシス反応パートナーとを接触させる。いくつかの態様では、約1.5モル当量のオレフィンと1モル当量のメタセシス反応パートナーとを接触させる。
一般に、本明細書に開示される多くのメタセシス触媒との反応は15%超、例えば50%超、または75%超、または90%超の収率を生じさせる。さらに、反応物および生成物は沸点の少なくとも5℃の差、例えば20℃超の差または40℃超の差を生じさせるように選択される。さらに、メタセシス触媒の使用によって副生成物よりもはるかに速やかに生成物が形成されることから、これらの反応をできるだけ速やかに実行することが望ましい。特に、反応を約24時間未満、例えば12時間未満、または8時間未満、または4時間未満で行う。有利なことに、本発明の方法は、数ミリグラム〜数百キログラムまたはそれ以上の範囲の規模でメタセシス生成物を生じさせる。例えば、本方法を約1〜10グラムの式I、式XI、式XXI、もしくは式XXXIのオレフィン; または約10〜100グラムの式I、式XI、式XXI、もしくは式XXXIのオレフィン; または約100〜500グラムの式I、式XI、式XXI、もしくは式XXXIのオレフィン; または約500〜1000グラムの式I、式XI、式XXI、もしくは式XXXIのオレフィンを使用して行うことができる。本方法を少なくとも1、5、10、25、50、100、または1,000キログラムの出発原料を使用して行うことができる。メタセシス反応をWO 2011/046872に例えば記載のメタセシス反応器を使用して行うことができ、該反応器を、特定の生成物流または副生成物流(例えばオレフィン流、C2〜C3化合物流、またはC3〜C5化合物流)を分離および/または再利用するための1つまたは複数の下流分離装置との組み合わせで操作することができる。メタセシス反応器および分離装置を1つまたは複数の吸着剤床との組み合わせで操作することで、触媒からのメタセシス化生成物の分離、ならびに所望の生成物の精製用の装置の洗浄および乾燥を促進することができる。メートルトン規模で生成物を得るようにメタセシス反応、還元反応、およびアシル化反応を行うことができる。
当業者は、時間、温度、および溶媒が互いに依存しうること、ならびに、本発明の方法においてメタセシス生成物を調製するうえで、1つを変更すると他を変更することが必要になりうることを認識するであろう。メタセシス工程は種々の温度および時間で進行しうる。一般に、本発明の方法における反応を数分間〜数日間の反応時間を使用して行う。例えば、約12時間〜約7日間の反応時間を使用することができる。いくつかの態様では、1〜5日間の反応時間を使用することができる。いくつかの態様では、約10分間〜約10時間の反応時間を使用することができる。一般に、本発明の方法における反応を約0℃〜約200℃の温度で行う。例えば、反応を15〜100℃で行うことができる。いくつかの態様では、反応を20〜80℃で行うことができる。いくつかの態様では、反応を100〜150℃で行うことができる。
特定の場合では、メタセシス触媒を基質にゆっくりと加えることを通じて、該触媒の有効性を向上させることができる(例えば、ターンオーバー数を増加させることができ、または全触媒添加量を減少させることができる)。ゆっくりと添加する場合、1回の完全バッチ添加量と同じターンオーバー数を実現するうえで、全触媒添加量を少なくとも10%、少なくとも20%、または少なくとも30%減少させることができる。全触媒添加量をゆっくりと加えることは、1時間当たり触媒約10重量ppm(ppmwt/時)、5ppmwt/時、1ppmwt/時、0.5ppmwt/時、0.1ppmwt/時、0.05ppmwt/時、または0.01ppmwt/時の平均速度で反応材料に分割触媒添加量を加えることを含みうる。いくつかの態様では、触媒を約0.01〜10ppmwt/時、0.05〜5ppmwt/時、または0.1〜1ppmwt/時の速度でゆっくりと加える。触媒をゆっくりと加えることは、5分毎、15分毎、30分毎、1時間毎、2時間毎、4時間毎、12時間毎、または1日毎の頻度でのバッチ添加で実行可能である。他の態様では、ゆっくりと加えることは連続的添加プロセスで行われる。
E. メタセシス生成物から脂肪族オレフィン誘導体への変換
本明細書において提供される方法は、メタセシス生成物を、フェロモンを含む脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程を含みうる。いくつかの態様では、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程は、式IV:
のアルケノールを形成するために十分な条件下で式IIIbのメタセシス生成物と還元剤とを接触させることを含む。
本明細書において提供される方法は、メタセシス生成物を、フェロモンを含む脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程を含みうる。いくつかの態様では、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程は、式IV:
いくつかの態様では、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程は、式XIV:
のアルケノールを形成するために十分な条件下で、R4が-C(O)OR4bである式XIIIのメタセシス生成物と還元剤とを接触させることを含む。
メタセシス生成物、例えば式IIIbのメタセシス生成物を還元することで対応するアルケノール(例えば式IVまたは式XIVのアルケノール)を形成するために好適な任意の条件を、本発明の方法との組み合わせで使用することができる。均一系条件または不均一系条件を使用することができる。均一系条件の例としては、連結貴金属触媒を使用する水素化分解(Tan, et al. Org. Lett. 2015, 17 (3), 454; Spasyuk, D. et al. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 3743; WO 2014/139030)、シラン試薬を使用する金属水素化物触媒還元反応(Mimoun, H. J. Org. Chem. 1999, 64, 2582.; 米国特許第6,533,960号); および水素化アルミニウムリチウム、水素化ビス(2-メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム(商品名RED-ALでも知られる)、または水素化ジイソブチルアルミニウムなどのアルミニウム試薬を使用する還元反応(CN 103319704; Chandrasekhar, et al. Tetrahedron Lett. 1998, 39, 909)が挙げられるがそれに限定されない。また、クロム鉄鉱、アルミナ、または他の材料に担持されたZnOまたはCuO/ZnOなどの不均一系触媒による水素化分解によって不飽和脂肪族アルコールを調製することができる。通常、脂肪酸エステルメタセシス生成物に対して1〜2モル当量の還元剤を使用する。いくつかの態様では、脂肪酸エステルに対して約1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、または1.5モル当量の還元剤を使用して対応するアルケノールを形成する。
脂肪酸エステルメタセシス生成物を還元するために、任意の好適な溶媒を使用することができる。好適な溶媒としてはトルエン、塩化メチレン、酢酸エチル、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ベンゼン、クロロホルム、ジエチルエーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、石油エーテル、およびそれらの混合物が挙げられるがそれに限定されない。通常、還元反応を約-78℃〜約25℃の範囲の温度で、アルケノールを形成するために十分な期間にわたって行う。反応を、反応に使用される特定の脂肪酸エステルおよび還元剤に応じて、数分間〜数時間またはそれ以上の範囲の期間にわたって行うことができる。例えば、アルミニウム試薬(例えば水素化ビス(2-メトキシエトキシ)-アルミニウムナトリウム)による(Z)-テトラデカ-9-エン酸メチルの還元を、約0℃〜約20℃の範囲の温度で1〜2時間行うことができる。
いくつかの態様では、脂肪族オレフィン誘導体は上記のアルケノールである。いくつかの態様では、1つまたは複数の化学的または生化学的変換によってアルケノールを所望の脂肪族オレフィン誘導体生成物に変換する。いくつかの当該の態様では、脂肪族オレフィン誘導体はフェロモンである。
いくつかの態様では、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程は、式V:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下でアルケノールとアシル化剤とを接触させることをさらに含み、式中、R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され、アルケノールエステルは脂肪族オレフィン誘導体である。
いくつかの態様では、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程は、式XV:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下で式XIVのアルケノールとアシル化剤とを接触させることをさらに含み、式中、R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され、アルケノールエステルは脂肪族オレフィン誘導体である。
いくつかの態様では、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程は、式XXXV:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下で式XXXIVのアルケノールとアシル化剤とを接触させることをさらに含み、式中、R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され、アルケノールエステルは脂肪族オレフィン誘導体である。
式V、式XV、または式XXXVの脂肪族オレフィン誘導体を形成するために好適な任意のアシル化剤を本発明の方法において使用することができる。好適なアシル化剤の例としては、酸無水物(例えば無水酢酸)、酸塩化物(例えば塩化アセチル)、活性化エステル(例えばカルボン酸ペンタフルオロフェニルエステル)、および、ジシクロヘキシルカルボジイミドまたはカルボニルジイミダゾールなどのカップリング剤と共に使用されるカルボン酸が挙げられる。通常、アルケノールに対して1〜10モル当量のアシル化剤を使用する。例えば、1〜5モル当量のアシル化剤または1〜2モル当量のアシル化剤を使用することができる。いくつかの態様では、アルケノールに対して約1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、または1.5モル当量のアシル化剤(例えば無水酢酸)を使用して式V、式XV、または式XXXVの脂肪族オレフィン誘導体を形成する。
塩基を使用することでアシル化剤によるアルケノールのアシル化を促進することができる。好適な塩基の例としては炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、ヒューニッヒ塩基(すなわちN,N-ジイソプロピルエチルアミン)、2,6-ルチジン(すなわち2,6-ジメチルピリジン)を含むルチジン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、ピリジン、2,6-ジ-tert-ブチルピリジン、1,8-ジアザビシクロウンデカ-7-エン(DBU)、キヌクリジン、およびコリジンが挙げられる。2種以上の塩基の組み合わせを使用することができる。通常、アルケノールに対して1モル当量未満の塩基を本発明の方法において使用する。例えば、0.05〜0.9モル当量または0.1〜0.5モル当量の塩基を使用することができる。いくつかの態様では、アルケノールに対して約0.05、0.1、0.15、または0.2モル当量の塩基(例えば酢酸ナトリウム)をアシル化剤(例えば無水酢酸)との組み合わせで使用することで式V、式XV、または式XXXVの脂肪族オレフィン誘導体を形成する。
任意の好適な溶媒を、アルケノールをアシル化するために使用することができる。好適な溶媒としてはトルエン、塩化メチレン、酢酸エチル、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ベンゼン、クロロホルム、ジエチルエーテル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、石油エーテル、およびそれらの混合物が挙げられるがそれに限定されない。あるいは、アルケノールと無水酢酸などのアシル化剤および酢酸ナトリウムなどの塩基とをさらなる溶媒なしで組み合わせてもよい。通常、アシル化反応を約25℃〜約100℃の範囲の温度で、式V、式XV、または式XXXVの脂肪族オレフィン誘導体を形成するために十分な期間にわたって行う。反応を、反応に使用される特定のアルケノールおよびアシル化剤に応じて、数分間〜数時間またはそれ以上の範囲の期間にわたって行うことができる。例えば、反応を約40℃、または約50℃、または約60℃、または約70℃、または約80℃で約10分間、または約30分間、または約1時間、または約2時間、または約4時間、または約8時間、または約12時間行うことができる。
当業者は、オレフィンメタセシスを行う前を含む本発明の方法における様々な時点においてアシル化を行うことができることを認識するであろう。したがって、本発明のいくつかの態様は、以下の工程を含む方法を提供する:
i) 式X:
のアルケノールを形成するために、式VI:
のジオールを脱水する工程; および
ii) エステルを形成し、R3が水素であり、R4が-COC(O)R4cであり、R4cがC1〜8アルキルである式IIのメタセシス反応パートナーを形成するために、アルコールをアシル化する工程。
i) 式X:
ii) エステルを形成し、R3が水素であり、R4が-COC(O)R4cであり、R4cがC1〜8アルキルである式IIのメタセシス反応パートナーを形成するために、アルコールをアシル化する工程。
いくつかの態様では、本発明の方法は以下の工程を含む:
i) 式VI:
のジオールを、式VIII:
のアルコールに変換する工程; および
ii) 脱離基R5を脱離させることで式X:
のアルケノールを形成する工程; および
iii) R3が水素であり、R4が-COC(O)R4cである式IIのメタセシス反応パートナーを形成するために、アルケニルをアシル化する工程。
i) 式VI:
ii) 脱離基R5を脱離させることで式X:
iii) R3が水素であり、R4が-COC(O)R4cである式IIのメタセシス反応パートナーを形成するために、アルケニルをアシル化する工程。
いくつかの態様では、R4はハロゲン(例えば塩化物、臭化物、ヨウ化物など)である。いくつかの当該の態様では、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程は、式XXXV:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下でメタセシス生成物とカルボン酸塩とを接触させることを含み、式中、R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され、アルケノールエステルは脂肪族オレフィン誘導体である。
R4がハロゲンである場合、好適なカルボン酸塩(例えば酢酸アンモニウム、酢酸カルシウム、酢酸リチウム、酢酸マグネシウム、酢酸カリウム、または酢酸ナトリウムなどの酢酸塩; プロピオン酸塩; 酪酸塩; イソ酪酸塩; 吉草酸塩; イソ吉草酸塩; ギ酸塩; など)による置き換えによってアルケノールエステルを好都合に得ることができる。通常、メタセシス生成物に対して1〜10モル当量のカルボン酸塩を使用する。例えば、1〜5モル当量のカルボン酸塩または1〜2モル当量のカルボン酸塩を使用することができる。いくつかの態様では、メタセシス生成物に対して約1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、または1.5モル当量のカルボン酸塩(例えば酢酸ナトリウム)を使用して式XXXVのアルケノールエステルを形成する。アシル化反応について先に記載の溶媒および塩基を、ハロゲンR4をカルボン酸塩で置き換えるために使用することができる。
多くの昆虫フェロモンは、脂肪族アルデヒドであるか、または脂肪族アルデヒド成分を含む。したがって、特定のフェロモンの合成は、本発明の方法に従って調製されたアルケノールを脂肪族アルデヒドに変換することを含む。
いくつかの態様では、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程は、式VI:
のアルケナールを形成するために十分な条件下でアルケノールと酸化剤とを接触させることをさらに含み、アルケナールは脂肪族オレフィン誘導体である。
いくつかの態様では、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程は、式XVI:
のアルケナールを形成するために十分な条件下で式XIVのアルケノールと酸化剤とを接触させることをさらに含み、アルケナールは脂肪族オレフィン誘導体である。
いくつかの態様では、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程は、式XXXVI:
のアルケナールを形成するために十分な条件下で式XXXIVのアルケノールと酸化剤とを接触させることをさらに含み、アルケナールは脂肪族オレフィン誘導体である。
式IV、式XIV、または式XXXIVのアルケノールを式VI、式XVI、または式XXXVIの対応するアルケナールに変換するために好適な任意の酸化剤を本発明の方法において使用することができる。好適な酸化剤の例としてはクロム系試薬(例えばクロム酸; Jones試薬、すなわち硫酸水溶液中三酸化クロム; Collins試薬、すなわち三酸化クロムピリジン錯体; 二クロム酸ピリジニウム; クロロクロム酸ピリジニウムなど); ジメチルスルホキシド(DMSO)系試薬(例えばDMSO/塩化オキサリル; DMSO/ジシクロヘキシル-カルボジイミド; DMSO/無水酢酸; DMSO/五酸化リン; DMSO/無水トリフルオロ酢酸; など); 超原子価ヨウ素化合物(例えばDess-Martinペルヨージナン; o-ヨードキシ安息香酸; など); ルテニウム系試薬(例えば四酸化ルテニウム; 過ルテニウム酸テトラ-n-プロピルアンモニウム; など); およびニトロキシル系試薬(例えばTEMPO、すなわち2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシル。次亜塩素酸ナトリウム、臭素などと共に使用される)が挙げられるがそれに限定されない。
スキーム19に示すように、脂肪族アルコールの酸化をクロロクロム酸ピリジニウム(PCC)を使用して行うことができる。
スキーム19
あるいは、TEMPO(TEMPO＝2,2,6,6-テトラメチルピペリジニル-N-オキシル)および関連触媒系を使用してアルコールをアルデヒドに選択的に酸化することができる。これらの方法は、参照によりその全体が本明細書に組み入れられるRyland and Stahl (2014)に記載されている。
また、米国特許出願第15/354,916号および国際特許出願PCT/US2016/062595号に例えば記載のように、長鎖もしくは短鎖アルコール脱水素酵素(ADH)、アルコール酸化酵素(AOX)、または植物α-ジオキシゲナーゼ(α-DOX)を使用して脂肪族アルコールメタセシス生成物を脂肪族アルデヒドに変換することができ、これらの出願は参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。
いくつかの態様では、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程は、式VI:
のアルケナールを形成するために十分な条件下で式IIbのエステルメタセシス生成物と還元剤とを接触させることを含み、アルケナールは脂肪族オレフィン誘導体である。
いくつかの態様では、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程は、式XVI:
のアルケナールを形成するために十分な条件下でR4が-C(O)OR4bであるエステルメタセシス生成物と還元剤とを接触させることを含み、アルケナールは脂肪族オレフィン誘導体である。
いくつかの態様では、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程は、式XXXVI:
のアルケナールを形成するために十分な条件下で、R4が-C(O)OR4bである式XXXIIIbのエステルメタセシス生成物と還元剤とを接触させることを含み、アルケナールは脂肪族オレフィン誘導体である。
いくつかの態様では、エステルメタセシス生成物(例えば式IIbのエステルまたは式XXXIIIbのエステル)をアミン修飾水素化ビス(2-メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウムで部分還元することで対応するアルケナール(例えば式VI、式XVI、または式XXXVIのアルケナール)を形成する。アミン修飾水素化ビス(2-メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウムは、水素化ビス(2-メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウムと第一級アミンまたは第二級アミンとの反応(参照により本明細書に組み入れられるShin, et al. Bull. Korean Chem. Soc. 2014, 35, 2169に例えば記載の)によりインサイチューで生成可能である。
F. フェロモン組成物およびその使用
上記のように、本発明の方法により得られるいくつかの脂肪族オレフィン誘導体を昆虫フェロモンまたはフェロモン前駆体材料として使用することができる。前駆体材料およびフェロモン生成物としては、フェロモンとしての使用のための上記表1〜表3に列挙された化合物が挙げられる。例えば、ナシヒメシンクイ(Grapholita molesta)フェロモン酢酸Z-ドデカ-8-エニルの調製のための合成経路をスキーム20〜22に示す。アメリカタバコガ(H. zea)フェロモン酢酸Z-ヘキサデカ-11-エニルの調製のための合成経路をスキーム23および24に示す。例えば、ロベシア・ボトラナフェロモン酢酸(7E,9Z)ドデカ-7,9-ジエン-1-イルおよびコドリンガ(Cydia pomonella)フェロモン(8E,10E)-ドデカ-8,10-ジエン-1-オールの調製のための合成経路をそれぞれ実施例13および実施例14に記載する。
上記のように、本発明の方法により得られるいくつかの脂肪族オレフィン誘導体を昆虫フェロモンまたはフェロモン前駆体材料として使用することができる。前駆体材料およびフェロモン生成物としては、フェロモンとしての使用のための上記表1〜表3に列挙された化合物が挙げられる。例えば、ナシヒメシンクイ(Grapholita molesta)フェロモン酢酸Z-ドデカ-8-エニルの調製のための合成経路をスキーム20〜22に示す。アメリカタバコガ(H. zea)フェロモン酢酸Z-ヘキサデカ-11-エニルの調製のための合成経路をスキーム23および24に示す。例えば、ロベシア・ボトラナフェロモン酢酸(7E,9Z)ドデカ-7,9-ジエン-1-イルおよびコドリンガ(Cydia pomonella)フェロモン(8E,10E)-ドデカ-8,10-ジエン-1-オールの調製のための合成経路をそれぞれ実施例13および実施例14に記載する。
スキーム20
スキーム21
スキーム22
スキーム23
スキーム24
本発明の方法に従って調製されるフェロモンを、昆虫防除用組成物としての使用のために製剤化することができる。フェロモン組成物は担体を含んでもよく、かつ/またはディスペンサーに収容されていてもよい。担体は不活性の液体または固体でありうるがそれに限定されない。
固体担体の例としては、カオリン、ベントナイト、ドロマイト、炭酸カルシウム、タルク、粉末状マグネシア、フラー土、ワックス、石膏、珪藻土、ゴム、プラスチック、シリカ、およびチャイナクレーなどの充填剤が挙げられるがそれに限定されない。液体担体の例としては水; エタノール、ブタノール、またはグリコールなどのアルコール、およびメチルグリコールアセテートなどのそれらのエーテルまたはエステル; アセトン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、またはイソホロンなどのケトン; ヘキサン、ペンタン、またはヘプタンなどのアルカン; キシレンまたはアルキルナフタレンなどの芳香族炭化水素; 鉱物油または植物油; トリクロロエタンまたは塩化メチレンなどの脂肪族塩素化炭化水素; クロロベンゼンなどの芳香族塩素化炭化水素; ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、またはN-メチルピロリドンなどの水溶性または強極性溶媒; 液化ガス; ならびにそれらの混合物が挙げられるがそれに限定されない。餌または摂食刺激物質を担体に加えてもよい。
フェロモン組成物を、雰囲気中にゆっくりと放出されるように、かつ/または放出後の分解から保護されるように製剤化することができる。例えば、フェロモン組成物をマイクロカプセル、生分解性フレーク、およびパラフィンワックス系マトリックスなどの担体に収容することができる。
フェロモン組成物は、他の化合物が該組成物の活性に実質的に干渉しないという条件で、他のフェロモンまたは誘引剤を含みうる。フェロモン組成物は殺虫剤を含んでもよい。好適な殺虫剤の例としてはブプロフェジン、ピリプロキシフェン、フロニカミド、アセタミプリド、ジノテフラン、クロチアニジン、アセフェート、マラチオン、キナルホス(quinolphos)、クロルピリホス(chloropyriphos)、プロフェノホス、ベンジオカルブ、ビフェントリン、クロルピリホス、シフルトリン、ダイアジノン、除虫菊、フェンプロパトリン、キノプレン、殺虫性石鹸または殺虫性油、およびそれらの混合物が挙げられるがそれに限定されない。
特定の環境中でフェロモン組成物を該組成物の放出用のディスペンサーとの組み合わせで使用することができる。当技術分野において公知である任意の好適なディスペンサーを使用することができる。当該ディスペンサーの例としては、フェロモンがそこを通じてゆっくりと放出される透過性障壁を有するリザーバを含むバブルキャップや、パッド、ビーズ、管、ロッド、スパイラル、またはボールが挙げられるがそれに限定されず、これらはゴム、プラスチック、革、綿、脱脂綿、木材、または木材製品でできており、フェロモン組成物と共に含浸される。例えば、ポリ塩化ビニル積層体、ペレット、顆粒、フェロモン組成物がそこから蒸発するロープもしくはスパイラル、またはラバーセプタムである。当業者は、適用、貯蔵、輸送、または取り扱いに関する所望の様式に好適な担体および/またはディスペンサーを選択することができるであろう。
種々のフェロモンを、本発明の方法に従って調製し、上記のように製剤化することができる。例えば、本発明の方法を使用することで、ヘキサ-5-エン-1-オールおよびヘキサ-1-エンのメタセシスにより、得られる(E)-デカ-5-エン-1-オールのアシル化ありまたはなしで、(E)-デカ-5-エン-1-オール(17%)と酢酸(E)-デカ-5-エン-1-イル(83%)との混合物であるモモキバガ(PTB)性フェロモンを調製することができる。PTB性フェロモンを、PTB性フェロモンと脂肪酸エステル(セバシン酸エステル、ラウリン酸エステル、パルミチン酸エステル、ステアリン酸エステル、もしくはアラキン酸エステルなどの)または脂肪族アルコール(ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、トリデセノール、テトラデカノール、テトラデセノール、テトラデカジエノール、ペンタデカノール、ペンタデセノール、ヘキサデカノール、ヘキサデセノール、ヘキサデカジエノール、オクタデセノール、およびオクタデカジエノールなどの)との混合物を収容するポリマー容器を有するフェロモン持続放出装置との組み合わせで使用することができる。ポリマー容器は、ポリオレフィンまたはオレフィン成分含有共重合体でできた管、アンプル、またはバッグでありうる。オオタバコガ(Helicoverpa armigera)、ツマジロクサヨトウ(Spodoptera frugiperda)、ナシヒメシンクイ、およびハマキムシ(Tortricidae)などの他の害虫の性フェロモンをこの種類のフェロモン持続放出装置において使用することができる。通常、性フェロモンは10〜16個の炭素原子を有する1種もしくは複数の脂肪族酢酸エステル化合物(例えば酢酸デシル、酢酸デセニル、酢酸デカジエニル、酢酸ウンデシル、酢酸ウンデセニル、酢酸ドデシル、酢酸ドデセニル、酢酸ドデカジエニル、酢酸トリデシル、酢酸トリデセニル、酢酸トリデカジエニル、酢酸テトラデシル、酢酸テトラデセニル、酢酸テトラデカジエニルなど)および/または10〜16個の炭素原子を有する1種もしくは複数の脂肪族アルデヒド化合物(例えば7-ヘキサデセナール、11-ヘキサデセナール、13-オクタデセナールなど)を含む。
本発明の方法に従って調製されるフェロモン、および該フェロモンを含む組成物を使用することで、様々な環境中で昆虫の行動および/または増殖を制御することができる。該フェロモンを使用することで、例えば雄虫または雌虫を特定の標的領域に誘引するかまたはそこから撃退することができる。該フェロモンを使用することで昆虫を誘引して脆弱な作物領域から引き離すことができる。また、該フェロモンを使用することで、例えば、昆虫のモニタリング、大量捕獲、誘惑/誘引・死滅、または交尾攪乱用の戦略の一部として昆虫を誘引することができる。
大量捕獲は、保護すべき作物が損害を被る前に高比率の昆虫が除去されるように、該作物中に高密度のトラップを配置することを包含する。誘惑/誘引・死滅技術は、昆虫が疑似餌に誘引されたときに死滅剤に供されることを除いて同様である。死滅剤が殺虫剤である場合、ディスペンサーは、昆虫が有効量の殺虫剤を摂取するように誘導する餌または摂食刺激物質を収容してもよい。
当業者は、種々の異なるトラップが可能であることを認識するであろう。当該トラップの好適な例としては水トラップ、粘着トラップ、および一方向トラップが挙げられる。粘着トラップは多くの種類として現れる。粘着トラップの一例は、ボール紙構造を有し、断面が三角形または楔形であり、内面が非乾燥粘着物質でコーティングされている。昆虫は粘着面に接触して捕捉される。水トラップは、昆虫を捕獲するために使用される水および洗剤の皿を含む。洗剤は、水の表面張力を破壊することで、皿に誘引された昆虫を水中で溺死させる。一方向トラップは、昆虫がトラップに入るように仕向けるが、昆虫が出ることを妨げる。本発明のトラップは、昆虫に対する誘引力を付加するために明るく着色されていてもよい。
トラップは、昆虫が侵入した(または侵入した可能性がある)領域に配置される。一般に、トラップは、木もしくは大きな植物またはその近傍に配置され、フェロモンが昆虫をトラップに誘引する。昆虫はそこで捕捉され、固定化され、かつ/または例えばトラップに存在する死滅剤によりトラップ内で死滅しうる。
また、本発明の方法に従って調製されるフェロモンを使用して交尾を攪乱することができる。交信攪乱戦略としては錯乱、軌跡遮蔽、および軌跡誤追跡が挙げられる。昆虫を高濃度のフェロモンに常に曝露することで、雌虫が放出する正常レベルのホルモンに雄虫が応答することを妨げることができる。軌跡遮蔽は、フェロモンを使用することで、雌虫が放出するフェロモンの軌跡を破壊する。軌跡誤追跡は、フェロモンの数多くのスポットを高濃度で配置することで、追跡すべき多くの誤った軌跡を雄虫に示すことで行われる。十分に多い量で放出されると、雄虫は性フェロモンの天然供給源(雌虫)を見つけることができなくなり、したがって交尾は起こり得ない。
標的領域内の昆虫の数(例えばトラップに捕捉された昆虫の数)をカウントすることで、昆虫集団を調査またはモニタリングすることができる。園芸家による点検によって、集団のライフステージに関する情報を得ることができる。どこに昆虫がいるか、どれほど多くの昆虫がいるか、および昆虫のライフステージを知ることで、殺虫剤または他の処理剤がどこでいつ許容されるかに関して情報に基づく決定を行うことが可能になる。例えば、高昆虫集団の発見により、昆虫の除去のための方法の使用が必要になりうる。新たな生息地への侵入に関する早期警告により、集団が管理不能になる前に行動をとることが可能になりうる。逆に、低昆虫集団の発見は、集団のモニタリングを続けるだけで十分であるという決定につながりうる。昆虫集団が特定の閾値に到達したときにのみ昆虫が防除されるように、昆虫集団を定期的にモニタリングすることができる。これにより、昆虫の費用対効果の高い防除が実現され、殺虫剤の使用による環境への影響が減少する。
当業者には明らかなように、特定の用途に使用されるフェロモンまたはフェロモン組成物の量は、侵入の種類およびレベル; 使用される組成物の種類; 有効成分の濃度; 組成物をどのようにして与えるか、例えば使用されるディスペンサーの種類; 処理される場所の種類; 本方法を使用すべき時間の長さ; ならびに温度、風速および風向、降雨、ならびに湿度などの環境要因などのいくつかの要因に応じて変動しうる。当業者は、所与の用途における使用に有効なフェロモンまたはフェロモン組成物の量を確定することができるであろう。
IV.実施例
実施例1
発酵誘導酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イルおよびブタ-1-エンのZ選択的クロスメタセシスにおけるトリエチルアルミニウム前処理試薬添加量のスクリーニング
窒素充填グローブボックス中で、WO 2017/214133に記載の生体触媒プロセスにより誘導された純度約65%の酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イル(Z11-16Ac)2.35gを、セプタムキャップを有しかつ磁気攪拌子を備えた4つの同一の30mlバイアルに移した。バイアルを-15℃に冷却し、全供給原料に対して0.125、0.15、0.175、または0.2mol%のトリエチルアルミニウムをセプタムキャップを通じて各バイアルにトルエン溶液として加えた。バイアルを-15℃に維持しながら、酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イル対ブタ-1-エンのモル比が約1:4になるようにブタ-1-エン約1.3gを凝縮して各バイアルに入れた。次に混合物を周囲温度に昇温させ、外部マグネチックスターラーによって16時間攪拌した。翌朝、各バイアルの重量を記録することで、終夜貯蔵中にブタ-1-エンの損失がないことを確認した。次に、バイアルに0.005mol%の(T-4)-[(1R)-3,3'-ジブロモ-2'-[[(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシリル]オキシ]-5,5',6,6',7,7',8,8'-オクタヒドロ[1,1'-ビナフタレン]-2-オラト-κO][2,6-ジクロロベンゼンアミナト(2-)-κN](2,5-ジメチル-1H-ピロール-1-イル)[(2-メトキシフェニル)メチレン]タングステン[CAS登録番号1817807-15-0]をセプタムキャップを通じてトルエン溶液として加えた。次に反応混合物を周囲温度で攪拌した。触媒添加から1時間が経過した後、バイアルを-10℃に冷却し、アリコートを、Agilent DB-23カラムを使用するGC-MS/FIDによる「Z11-16Ac変換率(%)」(下記式)および所望の生成物酢酸(Z)-テトラデカ-11-エン-1-イル(Z11-14Ac)の11位のE/Z比のアッセイのために採取した。次にバイアルを昇温させて周囲温度に戻し、攪拌を続けた。この試料採取プロセスを触媒添加の2時間後、4時間後、および24時間後に繰り返した。全4時点の結果を表4および表5に示す。
実施例1
発酵誘導酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イルおよびブタ-1-エンのZ選択的クロスメタセシスにおけるトリエチルアルミニウム前処理試薬添加量のスクリーニング
窒素充填グローブボックス中で、WO 2017/214133に記載の生体触媒プロセスにより誘導された純度約65%の酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イル(Z11-16Ac)2.35gを、セプタムキャップを有しかつ磁気攪拌子を備えた4つの同一の30mlバイアルに移した。バイアルを-15℃に冷却し、全供給原料に対して0.125、0.15、0.175、または0.2mol%のトリエチルアルミニウムをセプタムキャップを通じて各バイアルにトルエン溶液として加えた。バイアルを-15℃に維持しながら、酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イル対ブタ-1-エンのモル比が約1:4になるようにブタ-1-エン約1.3gを凝縮して各バイアルに入れた。次に混合物を周囲温度に昇温させ、外部マグネチックスターラーによって16時間攪拌した。翌朝、各バイアルの重量を記録することで、終夜貯蔵中にブタ-1-エンの損失がないことを確認した。次に、バイアルに0.005mol%の(T-4)-[(1R)-3,3'-ジブロモ-2'-[[(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシリル]オキシ]-5,5',6,6',7,7',8,8'-オクタヒドロ[1,1'-ビナフタレン]-2-オラト-κO][2,6-ジクロロベンゼンアミナト(2-)-κN](2,5-ジメチル-1H-ピロール-1-イル)[(2-メトキシフェニル)メチレン]タングステン[CAS登録番号1817807-15-0]をセプタムキャップを通じてトルエン溶液として加えた。次に反応混合物を周囲温度で攪拌した。触媒添加から1時間が経過した後、バイアルを-10℃に冷却し、アリコートを、Agilent DB-23カラムを使用するGC-MS/FIDによる「Z11-16Ac変換率(%)」(下記式)および所望の生成物酢酸(Z)-テトラデカ-11-エン-1-イル(Z11-14Ac)の11位のE/Z比のアッセイのために採取した。次にバイアルを昇温させて周囲温度に戻し、攪拌を続けた。この試料採取プロセスを触媒添加の2時間後、4時間後、および24時間後に繰り返した。全4時点の結果を表4および表5に示す。
実施例2
発酵誘導酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イルおよびブタ-1-エンのZ選択的クロスメタセシス
窒素充填グローブボックス中で、50mLステンレス鋼耐圧反応器に磁気攪拌子、およびWO 2017/214133に記載の生体触媒プロセスにより誘導された純度65%の酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イル(Z11-16Ac)15gを加えた。供給原料を外部マグネチックスターラーによって攪拌した後、反応に使用されるオレフィンの最終量に対して0.2mol%のトリエチルアルミニウムをトルエン溶液として加えた。容器を密封し、周囲温度で16時間攪拌した。翌朝、反応器を-10℃に冷却し、ブタ-1-エン約9gを凝縮して反応器のヘッド上の弁を通じて入れた。次に反応器を-10℃に冷却された冷却器と、圧力安全弁と、圧力計とからなるマニフォールドに対して開放した。容器を周囲温度に昇温させた後、反応器中のヘッド圧を1.8barで測定した。供給原料に0.005mol%の(T-4)-[(1R)-3,3'-ジブロモ-2'-[[(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシリル]オキシ]-5,5',6,6',7,7',8,8'-オクタヒドロ[1,1'-ビナフタレン]-2-オラト-κO][2,6-ジクロロベンゼンアミナト(2-)-κN](2,5-ジメチル-1H-ピロール-1-イル)[(2-メトキシフェニル)メチレン]タングステン[CAS登録番号1817807-15-0]を反応器ヘッド上の弁を通じてトルエン溶液として加えた。反応器マニフォールド上の圧力安全弁を調整することで反応器ヘッドスペース中のエチレン共生成物/ブタ-1-エン供給原料混合物を排気し、これにより反応中にヘッド圧1.3〜1.8barを維持した。触媒添加の90分後および120分後に試料を加圧下で採取した。試料を、Agilent DB-23カラムを使用するGC-MS/FIDにより「Z11-16Ac変換率(%)」(上記式)および所望の生成物酢酸(Z)-テトラデカ-11-エン-1-イル(Z11-14Ac)の11位のE/Z比について解析した。90分の反応時間後、「Z11-16Ac変換率(%)」は77%、Z11-14AcのE/Z比は6/94であることがわかった。120分の反応時間後、「Z11-16Ac変換率(%)」は83%、Z11-14AcのE/Z比は8/92であることがわかった。
発酵誘導酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イルおよびブタ-1-エンのZ選択的クロスメタセシス
窒素充填グローブボックス中で、50mLステンレス鋼耐圧反応器に磁気攪拌子、およびWO 2017/214133に記載の生体触媒プロセスにより誘導された純度65%の酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イル(Z11-16Ac)15gを加えた。供給原料を外部マグネチックスターラーによって攪拌した後、反応に使用されるオレフィンの最終量に対して0.2mol%のトリエチルアルミニウムをトルエン溶液として加えた。容器を密封し、周囲温度で16時間攪拌した。翌朝、反応器を-10℃に冷却し、ブタ-1-エン約9gを凝縮して反応器のヘッド上の弁を通じて入れた。次に反応器を-10℃に冷却された冷却器と、圧力安全弁と、圧力計とからなるマニフォールドに対して開放した。容器を周囲温度に昇温させた後、反応器中のヘッド圧を1.8barで測定した。供給原料に0.005mol%の(T-4)-[(1R)-3,3'-ジブロモ-2'-[[(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシリル]オキシ]-5,5',6,6',7,7',8,8'-オクタヒドロ[1,1'-ビナフタレン]-2-オラト-κO][2,6-ジクロロベンゼンアミナト(2-)-κN](2,5-ジメチル-1H-ピロール-1-イル)[(2-メトキシフェニル)メチレン]タングステン[CAS登録番号1817807-15-0]を反応器ヘッド上の弁を通じてトルエン溶液として加えた。反応器マニフォールド上の圧力安全弁を調整することで反応器ヘッドスペース中のエチレン共生成物/ブタ-1-エン供給原料混合物を排気し、これにより反応中にヘッド圧1.3〜1.8barを維持した。触媒添加の90分後および120分後に試料を加圧下で採取した。試料を、Agilent DB-23カラムを使用するGC-MS/FIDにより「Z11-16Ac変換率(%)」(上記式)および所望の生成物酢酸(Z)-テトラデカ-11-エン-1-イル(Z11-14Ac)の11位のE/Z比について解析した。90分の反応時間後、「Z11-16Ac変換率(%)」は77%、Z11-14AcのE/Z比は6/94であることがわかった。120分の反応時間後、「Z11-16Ac変換率(%)」は83%、Z11-14AcのE/Z比は8/92であることがわかった。
実施例3
発酵誘導酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イルおよびブタ-1-エンのZ選択的クロスメタセシス
窒素充填グローブボックス中で、ガラス耐圧容器に磁気攪拌子、およびWO 2017/214133に記載の生体触媒プロセスにより誘導された純度65%の酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イル(Z11-16Ac)10gを加えた。次に供給原料に0.1mol%の[2-(1-メチルエトキシ-O)フェニルメチル-C](ニトラト-O,O'){rel-(2R,5R,7R)-アダマンタン-2,1-ジイル[3-(2,4,6-トリメチルフェニル)-1-イミダゾリジニル-2-イリデン]}ルテニウム[CAS登録番号1352916-84-7]をジクロロメタン溶液として加えた。容器を圧力計と、圧力安全弁と、排気弁と、三方向ボール弁に接続された浸漬管とを備えたヘッドで密封した。すべての弁を密封した後、容器をグローブボックスから取り外した。三方向ボール弁の一方の出口をPTFE管を通じてブタ-1-エンのシリンダーに接続した。三方向弁の他方の出口をニードル弁に接続することで工程内サンプリングを可能にした。弁をドライアイス冷却イソプロパノール浴中で冷却し、ブタ-1-エンを凝縮して三方向ボール弁を通じて入れた。容器を密封し、ブタ-1-エンシリンダーから切り離した。次に容器を秤量して、ブタ-1-エン7.8gが添加されたことを確定した。水浴中で40℃に昇温させながら、反応混合物を外部マグネチックスターラーによって攪拌した。4時間が経過した後、反応混合物の試料を浸漬管を通じて回収した。HP-5カラムを取り付けたAgilent 6890を使用するGC-FID解析は「Z11-16Ac変換率(%)」(上記式)が65%であることを示した。
発酵誘導酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イルおよびブタ-1-エンのZ選択的クロスメタセシス
窒素充填グローブボックス中で、ガラス耐圧容器に磁気攪拌子、およびWO 2017/214133に記載の生体触媒プロセスにより誘導された純度65%の酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イル(Z11-16Ac)10gを加えた。次に供給原料に0.1mol%の[2-(1-メチルエトキシ-O)フェニルメチル-C](ニトラト-O,O'){rel-(2R,5R,7R)-アダマンタン-2,1-ジイル[3-(2,4,6-トリメチルフェニル)-1-イミダゾリジニル-2-イリデン]}ルテニウム[CAS登録番号1352916-84-7]をジクロロメタン溶液として加えた。容器を圧力計と、圧力安全弁と、排気弁と、三方向ボール弁に接続された浸漬管とを備えたヘッドで密封した。すべての弁を密封した後、容器をグローブボックスから取り外した。三方向ボール弁の一方の出口をPTFE管を通じてブタ-1-エンのシリンダーに接続した。三方向弁の他方の出口をニードル弁に接続することで工程内サンプリングを可能にした。弁をドライアイス冷却イソプロパノール浴中で冷却し、ブタ-1-エンを凝縮して三方向ボール弁を通じて入れた。容器を密封し、ブタ-1-エンシリンダーから切り離した。次に容器を秤量して、ブタ-1-エン7.8gが添加されたことを確定した。水浴中で40℃に昇温させながら、反応混合物を外部マグネチックスターラーによって攪拌した。4時間が経過した後、反応混合物の試料を浸漬管を通じて回収した。HP-5カラムを取り付けたAgilent 6890を使用するGC-FID解析は「Z11-16Ac変換率(%)」(上記式)が65%であることを示した。
実施例4
天然油誘導酢酸(Z)-エイコサ-11-エン-1-イルおよびヘキサ-1-エンのZ選択的クロスメタセシスに関するメタセシス触媒スクリーニング
ホホバ油からの酢酸(Z)-エイコサ-11-エン-1-イルの調製を、1.2モル当量の水素化ビス(2-メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウムで脂肪族ワックスエステルを還元し、減圧蒸留により(Z)-エイコサ-11-エン-1-オール画分を分離し、6mol%の無水酢酸ナトリウムを触媒として使用して(Z)-エイコサ-11-エン-1-オールを1.2モル当量の無水酢酸でエステル化することを通じて行った。窒素充填グローブボックス中で、磁気攪拌子を備えた2つの4mLバイアル、すなわち「反応A」および「反応B」に、酢酸(Z)-エイコサ-11-エン-1-イル約0.2gおよびヘキサ-1-エン0.1gを加えた。バイアルに全供給原料に対して0.1mol%のトリエチルアルミニウムをトルエン溶液として加えた。次に混合物を外部マグネチックスターラーによって周囲温度で16時間攪拌した。次に、「反応A」に0.01mol%の(T-4)-[(1R)-3,3'-ジブロモ-2'-[[(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシリル]オキシ]-5,5',6,6',7,7',8,8'-オクタヒドロ[1,1'-ビナフタレン]-2-オラト-κO][2,6-ジクロロベンゼンアミナト(2-)-κN](2,5-ジメチル-1H-ピロール-1-イル)[(2-メトキシフェニル)メチレン]タングステン[CAS登録番号1817807-15-0]をトルエン溶液として加えた。次に、「反応B」に0.01mol%の(T-4)-[2,6-ビス(1-メチルエチル)ベンゼンアミナト(2-)](6'-ブロモ-4',5'-ジフェニル[1,1':2',1''-テルフェニル]-3'-オラト-κO)(2,5-ジメチル-1H-ピロール-1-イル)(2-メチル-2-フェニルプロピリデン)モリブデン[CAS登録番号1445990-85-1]をトルエン溶液として加えた。次に反応混合物を周囲温度で攪拌した。触媒添加から12時間が経過した後、各反応のアリコートを、Agilent DB-23カラムを使用するGC-MS/FIDによる組成解析および所望の生成物酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イルのE/Z比の確定のために採取した。「反応A」の組成はデカ-5-エン自己メタセシス共生成物12面積%、テトラデカ-5-エンクロスメタセシス共生成物19面積%、酢酸ドデカ-11-エン-1-イルクロスメタセシス共生成物2面積%、オクタデセン自己メタセシス共生成物7面積%、所望の酢酸ヘキサデカ-11-エン-1-イルクロスメタセシス生成物24面積%、および酢酸エイコサ-11-エン-1-イル35面積%であることがわかった。「反応A」酢酸ヘキサデカ-11-エン-1-イル生成物のE/Z比は3/97であった。「反応B」の組成はデカ-5-エン自己メタセシス共生成物23面積%、テトラデカ-5-エンクロスメタセシス共生成物16面積%、酢酸ドデカ-11-エン-1-イルクロスメタセシス共生成物10面積%、オクタデセン自己メタセシス共生成物4面積%、所望の酢酸ヘキサデカ-11-エン-1-イルクロスメタセシス生成物20面積%、および酢酸エイコサ-11-エン-1-イル28面積%であることがわかった。「反応A」酢酸ヘキサデカ-11-エン-1-イル生成物のE/Z比は85/15であった。
天然油誘導酢酸(Z)-エイコサ-11-エン-1-イルおよびヘキサ-1-エンのZ選択的クロスメタセシスに関するメタセシス触媒スクリーニング
ホホバ油からの酢酸(Z)-エイコサ-11-エン-1-イルの調製を、1.2モル当量の水素化ビス(2-メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウムで脂肪族ワックスエステルを還元し、減圧蒸留により(Z)-エイコサ-11-エン-1-オール画分を分離し、6mol%の無水酢酸ナトリウムを触媒として使用して(Z)-エイコサ-11-エン-1-オールを1.2モル当量の無水酢酸でエステル化することを通じて行った。窒素充填グローブボックス中で、磁気攪拌子を備えた2つの4mLバイアル、すなわち「反応A」および「反応B」に、酢酸(Z)-エイコサ-11-エン-1-イル約0.2gおよびヘキサ-1-エン0.1gを加えた。バイアルに全供給原料に対して0.1mol%のトリエチルアルミニウムをトルエン溶液として加えた。次に混合物を外部マグネチックスターラーによって周囲温度で16時間攪拌した。次に、「反応A」に0.01mol%の(T-4)-[(1R)-3,3'-ジブロモ-2'-[[(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシリル]オキシ]-5,5',6,6',7,7',8,8'-オクタヒドロ[1,1'-ビナフタレン]-2-オラト-κO][2,6-ジクロロベンゼンアミナト(2-)-κN](2,5-ジメチル-1H-ピロール-1-イル)[(2-メトキシフェニル)メチレン]タングステン[CAS登録番号1817807-15-0]をトルエン溶液として加えた。次に、「反応B」に0.01mol%の(T-4)-[2,6-ビス(1-メチルエチル)ベンゼンアミナト(2-)](6'-ブロモ-4',5'-ジフェニル[1,1':2',1''-テルフェニル]-3'-オラト-κO)(2,5-ジメチル-1H-ピロール-1-イル)(2-メチル-2-フェニルプロピリデン)モリブデン[CAS登録番号1445990-85-1]をトルエン溶液として加えた。次に反応混合物を周囲温度で攪拌した。触媒添加から12時間が経過した後、各反応のアリコートを、Agilent DB-23カラムを使用するGC-MS/FIDによる組成解析および所望の生成物酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イルのE/Z比の確定のために採取した。「反応A」の組成はデカ-5-エン自己メタセシス共生成物12面積%、テトラデカ-5-エンクロスメタセシス共生成物19面積%、酢酸ドデカ-11-エン-1-イルクロスメタセシス共生成物2面積%、オクタデセン自己メタセシス共生成物7面積%、所望の酢酸ヘキサデカ-11-エン-1-イルクロスメタセシス生成物24面積%、および酢酸エイコサ-11-エン-1-イル35面積%であることがわかった。「反応A」酢酸ヘキサデカ-11-エン-1-イル生成物のE/Z比は3/97であった。「反応B」の組成はデカ-5-エン自己メタセシス共生成物23面積%、テトラデカ-5-エンクロスメタセシス共生成物16面積%、酢酸ドデカ-11-エン-1-イルクロスメタセシス共生成物10面積%、オクタデセン自己メタセシス共生成物4面積%、所望の酢酸ヘキサデカ-11-エン-1-イルクロスメタセシス生成物20面積%、および酢酸エイコサ-11-エン-1-イル28面積%であることがわかった。「反応A」酢酸ヘキサデカ-11-エン-1-イル生成物のE/Z比は85/15であった。
実施例5
酢酸オクタ-7-エン-1-イルおよび(Z)-ヘキサ-1,3-ジエンのクロスメタセシスに関するメタセシス触媒スクリーニング
窒素充填グローブボックス中で、ガラスバイアルに磁気攪拌子、ならびに米国特許第9,388,097号に記載の方法に従って不純物を減少させるようにトリエチルアルミニウムで既に処理された0.5gのモル比1:2の酢酸オクタ-7-エン-1-イルおよび(Z)-ヘキサ-1,3-ジエンを加えた。オレフィン混合物に0.01mol%のタングステンメタセシス触媒(表6/7)をトルエン溶液として加えた。次にバイアルを穴あきキャップで閉鎖し、反応混合物を外部マグネチックスターラーによって周囲温度で攪拌した。触媒添加の4時間後および24時間後に反応混合物のアリコートを採取した。このアリコートをGC-MS/FIDで解析することで「酢酸オクタ-7-エン-1-イル変換率(%)」(下記式)および酢酸14-(アセチルオキシ)テトラデカ-7-エン-1-イル自己メタセシス共生成物のE/Z比を確定した(表6/7)。GCクロマトグラムを、Agilent DB-23キャピラリーカラムを備えたShimadzu GC2010 Plus機器を使用して記録した。GC解析の結果を表6に示す。
酢酸オクタ-7-エン-1-イルおよび(Z)-ヘキサ-1,3-ジエンのクロスメタセシスに関するメタセシス触媒スクリーニング
窒素充填グローブボックス中で、ガラスバイアルに磁気攪拌子、ならびに米国特許第9,388,097号に記載の方法に従って不純物を減少させるようにトリエチルアルミニウムで既に処理された0.5gのモル比1:2の酢酸オクタ-7-エン-1-イルおよび(Z)-ヘキサ-1,3-ジエンを加えた。オレフィン混合物に0.01mol%のタングステンメタセシス触媒(表6/7)をトルエン溶液として加えた。次にバイアルを穴あきキャップで閉鎖し、反応混合物を外部マグネチックスターラーによって周囲温度で攪拌した。触媒添加の4時間後および24時間後に反応混合物のアリコートを採取した。このアリコートをGC-MS/FIDで解析することで「酢酸オクタ-7-エン-1-イル変換率(%)」(下記式)および酢酸14-(アセチルオキシ)テトラデカ-7-エン-1-イル自己メタセシス共生成物のE/Z比を確定した(表6/7)。GCクロマトグラムを、Agilent DB-23キャピラリーカラムを備えたShimadzu GC2010 Plus機器を使用して記録した。GC解析の結果を表6に示す。
実施例6
酢酸オクタ-7-エン-1-イルおよび(Z)-ヘキサ-1,3-ジエンのクロスメタセシス
窒素充填グローブボックス中で、磁気攪拌子および還流冷却器を備えた250mL丸底フラスコに酢酸オクタ-7-エン-1-イル40.6gおよび(Z)-ヘキサ-1,3-ジエン40.2gを加えた。混合物を外部マグネチックスターラー混合物によって攪拌した。混合物に0.25mol%のトリエチルアルミニウムをトルエン溶液として周囲温度で加え、攪拌を終夜続けた。翌日開始で、0.08mol%の(T-4)-(6'-ブロモ-4',5'-ジフェニル[1,1':2',1''-テルフェニル]-3'-オラト)[2,6-ジクロロベンゼンアミナト(2-)-κN](2,5-ジメチル-1H-ピロール-1-イル)(2-メチル-2-フェニルプロピリデン)タングステン[CAS登録番号1628041-62-2; 表6/7、触媒1]を反応混合物にトルエン溶液として次の40時間かけて数回に分けて加えた。その時間が経過した後、すべての揮発性反応成分を10mbarおよび周囲温度での減圧蒸留により分離した。メタノール10mLを反応混合物に加え、黄橙色残渣を、珪藻土(奥行き＝3cm、高さ＝3cm)上のアルミナ(奥行き＝3cm、高さ＝3cm)からなる濾床を通じて濾過した。濾床をジクロロメタンで洗浄した。一緒にした抽出物をロータリーエバポレーター上で濃縮し、得られた黄色液体を、長さ10cmのVigreuxカラムを備えたポットスチルに移した。蒸留後、97%超の酢酸ドデカ-7,9-ジエン-1-イル異性体を含むことがAgilent DB-23カラムを使用するGC-MS/FID解析により確定されたすべての画分を一緒にすることで、混合異性体7.76gを得た。試料は、1H NMR解析により酢酸(E,Z)-ドデカ-7,9-ジエン-1-イルと酢酸(Z,Z)-ドデカ-7,9-ジエン-1-イルとの約2:1混合物であることがわかった。
酢酸オクタ-7-エン-1-イルおよび(Z)-ヘキサ-1,3-ジエンのクロスメタセシス
窒素充填グローブボックス中で、磁気攪拌子および還流冷却器を備えた250mL丸底フラスコに酢酸オクタ-7-エン-1-イル40.6gおよび(Z)-ヘキサ-1,3-ジエン40.2gを加えた。混合物を外部マグネチックスターラー混合物によって攪拌した。混合物に0.25mol%のトリエチルアルミニウムをトルエン溶液として周囲温度で加え、攪拌を終夜続けた。翌日開始で、0.08mol%の(T-4)-(6'-ブロモ-4',5'-ジフェニル[1,1':2',1''-テルフェニル]-3'-オラト)[2,6-ジクロロベンゼンアミナト(2-)-κN](2,5-ジメチル-1H-ピロール-1-イル)(2-メチル-2-フェニルプロピリデン)タングステン[CAS登録番号1628041-62-2; 表6/7、触媒1]を反応混合物にトルエン溶液として次の40時間かけて数回に分けて加えた。その時間が経過した後、すべての揮発性反応成分を10mbarおよび周囲温度での減圧蒸留により分離した。メタノール10mLを反応混合物に加え、黄橙色残渣を、珪藻土(奥行き＝3cm、高さ＝3cm)上のアルミナ(奥行き＝3cm、高さ＝3cm)からなる濾床を通じて濾過した。濾床をジクロロメタンで洗浄した。一緒にした抽出物をロータリーエバポレーター上で濃縮し、得られた黄色液体を、長さ10cmのVigreuxカラムを備えたポットスチルに移した。蒸留後、97%超の酢酸ドデカ-7,9-ジエン-1-イル異性体を含むことがAgilent DB-23カラムを使用するGC-MS/FID解析により確定されたすべての画分を一緒にすることで、混合異性体7.76gを得た。試料は、1H NMR解析により酢酸(E,Z)-ドデカ-7,9-ジエン-1-イルと酢酸(Z,Z)-ドデカ-7,9-ジエン-1-イルとの約2:1混合物であることがわかった。
実施例7
モリブデン触媒を使用する酢酸オクタ-7-エン-1-イルおよび4-ブロモブタ-1-エンのクロスメタセシス
窒素充填グローブボックス中で、磁気攪拌子および還流冷却器を備えた丸底フラスコに酢酸オクタ-7-エン-1-イル83gおよび4-ブロモブタ-1-エン66gを加えた。メタセシス反応前に両供給原料を活性塩基性アルミナで処理して触媒失活不純物を許容レベルに減少させた。周囲温度で0.1mol%の(T-4)-(6'-ブロモ-4',5'-ジフェニル[1,1':2',1''-テルフェニル]-3'-オラト)[2,6-ジクロロベンゼンアミナト(2-)-κN](2,5-ジメチル-1H-ピロール-1-イル)(2-メチル-2-フェニルプロピリデン)タングステン[CAS登録番号1628041-62-2; 表6/7、触媒1]を反応混合物にトルエン溶液として加えた。混合物を外部マグネチックスターラーによって12時間攪拌した。その時間が経過した後、反応混合物のアリコートをGC-MS/FIDで解析した。混合物の組成は1,6-ジブロモヘキサ-3-エン12.8%、酢酸オクタ-7-エン-1-イル15.6面積%、酢酸14-(アセチルオキシ)テトラデカ-7-エン-1-イル自己メタセシス共生成物25面積%、および酢酸10-ブロモデカ-7-エン-1-イル46.5面積%であることがわかった。次に粗生成物混合物を減圧分留により分離した。99%以上の酢酸(E/Z)-10-ブロモデカ-7-エン-1-イルを含む画分は117℃/0.9〜1.3mbarで留出することがわかった。これらのカットを一緒にして41.2gを得た。
モリブデン触媒を使用する酢酸オクタ-7-エン-1-イルおよび4-ブロモブタ-1-エンのクロスメタセシス
窒素充填グローブボックス中で、磁気攪拌子および還流冷却器を備えた丸底フラスコに酢酸オクタ-7-エン-1-イル83gおよび4-ブロモブタ-1-エン66gを加えた。メタセシス反応前に両供給原料を活性塩基性アルミナで処理して触媒失活不純物を許容レベルに減少させた。周囲温度で0.1mol%の(T-4)-(6'-ブロモ-4',5'-ジフェニル[1,1':2',1''-テルフェニル]-3'-オラト)[2,6-ジクロロベンゼンアミナト(2-)-κN](2,5-ジメチル-1H-ピロール-1-イル)(2-メチル-2-フェニルプロピリデン)タングステン[CAS登録番号1628041-62-2; 表6/7、触媒1]を反応混合物にトルエン溶液として加えた。混合物を外部マグネチックスターラーによって12時間攪拌した。その時間が経過した後、反応混合物のアリコートをGC-MS/FIDで解析した。混合物の組成は1,6-ジブロモヘキサ-3-エン12.8%、酢酸オクタ-7-エン-1-イル15.6面積%、酢酸14-(アセチルオキシ)テトラデカ-7-エン-1-イル自己メタセシス共生成物25面積%、および酢酸10-ブロモデカ-7-エン-1-イル46.5面積%であることがわかった。次に粗生成物混合物を減圧分留により分離した。99%以上の酢酸(E/Z)-10-ブロモデカ-7-エン-1-イルを含む画分は117℃/0.9〜1.3mbarで留出することがわかった。これらのカットを一緒にして41.2gを得た。
実施例8
酢酸(E/Z)-10-ブロモデカ-7-エン-1-イルからの酢酸(E/Z)-デカ-7,9-ジエン-1-イルの合成
窒素充填グローブボックス中で、磁気攪拌子および還流冷却器を備えた丸底フラスコに酢酸(E/Z)-10-ブロモデカ-7-エン-1-イル41.2g、低含水量ベンゼン60mL、および1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン30.5gを加えた。混合物を外部マグネチックスターラーによって16時間攪拌した。析出した1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン臭化水素酸塩をシリカゲル濾床を通じた濾過により除去し、濾床を過剰量のベンゼンで洗浄した。ベンゼン溶媒を30℃で蒸発させて黄色二相性液体混合物を得た。上相を減圧蒸留(85℃/1mbar)して無色油状物18.26gを得た。Agilent DB23カラム上でのGC-MS/FID解析は、留出物が酢酸(E/Z)-デカ-7,9-ジエン-1-イル85面積%および未反応1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン15面積%であることを示した。
酢酸(E/Z)-10-ブロモデカ-7-エン-1-イルからの酢酸(E/Z)-デカ-7,9-ジエン-1-イルの合成
窒素充填グローブボックス中で、磁気攪拌子および還流冷却器を備えた丸底フラスコに酢酸(E/Z)-10-ブロモデカ-7-エン-1-イル41.2g、低含水量ベンゼン60mL、および1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン30.5gを加えた。混合物を外部マグネチックスターラーによって16時間攪拌した。析出した1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン臭化水素酸塩をシリカゲル濾床を通じた濾過により除去し、濾床を過剰量のベンゼンで洗浄した。ベンゼン溶媒を30℃で蒸発させて黄色二相性液体混合物を得た。上相を減圧蒸留(85℃/1mbar)して無色油状物18.26gを得た。Agilent DB23カラム上でのGC-MS/FID解析は、留出物が酢酸(E/Z)-デカ-7,9-ジエン-1-イル85面積%および未反応1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ-7-エン15面積%であることを示した。
実施例9
タングステン触媒を使用する酢酸オクタ-7-エン-1-イルおよびメシル酸ブタ-3-エン-1-イルのクロスメタセシスによるロベシア・ボトラナ性フェロモン前駆体の調製
窒素充填グローブボックス中で、ガラスバイアルに磁気攪拌子、および酢酸オクタ-7-エン-1-イルとメシル酸ブタ-3-エン-1-イルとの等モル混合物5gを加えた。次に一緒にした供給原料を0.125mol%のトリエチルアルミニウムで処理し、得られた混合物を16時間攪拌した。翌日、0.005mol%の(T-4)-(6'-ブロモ-4',5'-ジフェニル[1,1':2',1''-テルフェニル]-3'-オラト)[2,6-ジクロロベンゼンアミナト(2-)-κN](2,5-ジメチル-1H-ピロール-1-イル)(2-メチル-2-フェニルプロピリデン)タングステン[CAS登録番号1628041-62-2; 表6/7、触媒1]をトルエン溶液として加えた。6時間後、アリコートを採取し、GC-MS/FIDで解析した。混合物の組成は未反応メシル酸ブタ-3-エン-1-イル8面積%、未反応酢酸オクタ-7-エン-1-イル10面積%、メシル酸(E/Z)-6-(メタンスルホニルオキシ)ヘキサ-3-エン-1-イル自己メタセシス共生成物12面積%、酢酸(E/Z)-14-(アセチルオキシ)テトラデカ-7-エン-1-イル自己メタセシス共生成物30面積%、および酢酸(E/Z)-10-(メタンスルホニルオキシ)デカ-7-エン-1-イル41面積%であることがわかった。
タングステン触媒を使用する酢酸オクタ-7-エン-1-イルおよびメシル酸ブタ-3-エン-1-イルのクロスメタセシスによるロベシア・ボトラナ性フェロモン前駆体の調製
窒素充填グローブボックス中で、ガラスバイアルに磁気攪拌子、および酢酸オクタ-7-エン-1-イルとメシル酸ブタ-3-エン-1-イルとの等モル混合物5gを加えた。次に一緒にした供給原料を0.125mol%のトリエチルアルミニウムで処理し、得られた混合物を16時間攪拌した。翌日、0.005mol%の(T-4)-(6'-ブロモ-4',5'-ジフェニル[1,1':2',1''-テルフェニル]-3'-オラト)[2,6-ジクロロベンゼンアミナト(2-)-κN](2,5-ジメチル-1H-ピロール-1-イル)(2-メチル-2-フェニルプロピリデン)タングステン[CAS登録番号1628041-62-2; 表6/7、触媒1]をトルエン溶液として加えた。6時間後、アリコートを採取し、GC-MS/FIDで解析した。混合物の組成は未反応メシル酸ブタ-3-エン-1-イル8面積%、未反応酢酸オクタ-7-エン-1-イル10面積%、メシル酸(E/Z)-6-(メタンスルホニルオキシ)ヘキサ-3-エン-1-イル自己メタセシス共生成物12面積%、酢酸(E/Z)-14-(アセチルオキシ)テトラデカ-7-エン-1-イル自己メタセシス共生成物30面積%、および酢酸(E/Z)-10-(メタンスルホニルオキシ)デカ-7-エン-1-イル41面積%であることがわかった。
実施例10
ルテニウム触媒を使用する酢酸オクタ-7-エン-1-イルおよびメシル酸ブタ-3-エン-1-イルのクロスメタセシスによるロベシア・ボトラナ性フェロモン前駆体の調製
不活性雰囲気下で、オーバーヘッドスターラーおよび添加漏斗を備えた5リットル丸底フラスコに酢酸オクタ-7-エン-1-イル891gおよびメシル酸ブタ-3-エン-1-イル863gを加えた。次に、混合物にトリイソブチルアルミニウム48gを周囲温度で攪拌しながら滴下した。1時間後、フラスコにサーモウェルを取り付け、次に加熱マントルによって40℃に昇温させた。[1,3-ビス-(2,4,6-トリメチルフェニル)-2-イミダゾリジニリデン]ジクロロ(o-イソプロポキシフェニルメチレン)ルテニウム[CAS登録番号301224-40-8]0.689gのトルエン40mL溶液を攪拌供給原料に滴下した後、得られた混合物をさらに3時間攪拌した。1.0Mトリス(ヒドロキシメチル)ホスフィン溶液60mLを反応混合物に加えることで反応を停止させた後、60℃で3時間攪拌した。いずれも1.5Lの飽和塩化ナトリウム水溶液およびトルエンをフラスコに加え、混合物を5分間攪拌した。攪拌を停止し、相を1時間かけて分離した。下部水相を廃棄し、上部有機相を上記のように脱イオン水1リットルで再度洗浄した。次に有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、ロータリーエバポレーターを使用して濃縮(40℃/20〜40torr)して橙色液体1.65kgを得た。粗混合物からショート蒸留(35〜56℃/0.1〜0.2Torr)により約250gの未反応酢酸オクタ-7-エン-1-イルおよびメシル酸ブタ-3-エン-1-イルを一緒に透明液体として回収した。残留した粗材料1.388kgの組成は、HP-5カラムを備えたAgilent 6890 GCを使用するGC-FIDにより、メシル酸ブタ-3-エン-1-イル1.6面積%、1,6-ビス(メタンスルホニルオキシ)ヘキサ-3-エン-1-イル14面積%、酢酸14-(アセチルオキシ)テトラデカ-7-エン-1-イル30面積%、および酢酸10-(メタンスルホニルオキシ)デカ-7-エン-1-イル47面積%であることがわかった。
ルテニウム触媒を使用する酢酸オクタ-7-エン-1-イルおよびメシル酸ブタ-3-エン-1-イルのクロスメタセシスによるロベシア・ボトラナ性フェロモン前駆体の調製
不活性雰囲気下で、オーバーヘッドスターラーおよび添加漏斗を備えた5リットル丸底フラスコに酢酸オクタ-7-エン-1-イル891gおよびメシル酸ブタ-3-エン-1-イル863gを加えた。次に、混合物にトリイソブチルアルミニウム48gを周囲温度で攪拌しながら滴下した。1時間後、フラスコにサーモウェルを取り付け、次に加熱マントルによって40℃に昇温させた。[1,3-ビス-(2,4,6-トリメチルフェニル)-2-イミダゾリジニリデン]ジクロロ(o-イソプロポキシフェニルメチレン)ルテニウム[CAS登録番号301224-40-8]0.689gのトルエン40mL溶液を攪拌供給原料に滴下した後、得られた混合物をさらに3時間攪拌した。1.0Mトリス(ヒドロキシメチル)ホスフィン溶液60mLを反応混合物に加えることで反応を停止させた後、60℃で3時間攪拌した。いずれも1.5Lの飽和塩化ナトリウム水溶液およびトルエンをフラスコに加え、混合物を5分間攪拌した。攪拌を停止し、相を1時間かけて分離した。下部水相を廃棄し、上部有機相を上記のように脱イオン水1リットルで再度洗浄した。次に有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、ロータリーエバポレーターを使用して濃縮(40℃/20〜40torr)して橙色液体1.65kgを得た。粗混合物からショート蒸留(35〜56℃/0.1〜0.2Torr)により約250gの未反応酢酸オクタ-7-エン-1-イルおよびメシル酸ブタ-3-エン-1-イルを一緒に透明液体として回収した。残留した粗材料1.388kgの組成は、HP-5カラムを備えたAgilent 6890 GCを使用するGC-FIDにより、メシル酸ブタ-3-エン-1-イル1.6面積%、1,6-ビス(メタンスルホニルオキシ)ヘキサ-3-エン-1-イル14面積%、酢酸14-(アセチルオキシ)テトラデカ-7-エン-1-イル30面積%、および酢酸10-(メタンスルホニルオキシ)デカ-7-エン-1-イル47面積%であることがわかった。
実施例11
ロベシア・ボトラナ性フェロモン前駆体酢酸デカ-7,9-ジエン-1-イルの調製
サーモウェルおよびオーバーヘッドスターラーを備えた12リットル丸底フラスコに、実施例10で調製した粗材料1.388kgを加えた。無水トルエン6リットルをフラスコ中に移し、得られた混合物に窒素を攪拌下で1時間注入した。供給原料溶液を氷浴によって0〜5℃に冷却した。次にカリウムtert-ブトキシド446.6gを固体として反応混合物に、反応温度が40℃を超えない速度でゆっくりと加えた。カリウムtert-ブトキシドの添加が完了した後、反応混合物をさらに1時間攪拌した。次に反応混合物を周囲温度に冷却し、脱イオン水4リットルの添加により反応停止させた。得られた混合物を5分間攪拌した後、16時間沈殿させ、その間に2つの層が形成された。下部水層を除去し、さらに2リットルの脱イオン水をフラスコに加えた。混合物を5分間攪拌した後、1時間沈殿させた。下部水層を分離し、この洗浄手順をさらに2リットルの脱イオン水によってもう一度繰り返した。残留有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後、ロータリーエバポレーターを使用して濃縮(40℃/20〜40Torr)して濃赤色液体746gを得た。透明液体320gをショートパス蒸留(97〜140℃/0.1〜0.3Torr)により収集した。この留出物は、HP-5カラムを備えたAgilent 6890 GCを使用するGC-FIDによって、93面積%超の酢酸デカ-7,9-ジエン-1-イルを含むと確定された。
ロベシア・ボトラナ性フェロモン前駆体酢酸デカ-7,9-ジエン-1-イルの調製
サーモウェルおよびオーバーヘッドスターラーを備えた12リットル丸底フラスコに、実施例10で調製した粗材料1.388kgを加えた。無水トルエン6リットルをフラスコ中に移し、得られた混合物に窒素を攪拌下で1時間注入した。供給原料溶液を氷浴によって0〜5℃に冷却した。次にカリウムtert-ブトキシド446.6gを固体として反応混合物に、反応温度が40℃を超えない速度でゆっくりと加えた。カリウムtert-ブトキシドの添加が完了した後、反応混合物をさらに1時間攪拌した。次に反応混合物を周囲温度に冷却し、脱イオン水4リットルの添加により反応停止させた。得られた混合物を5分間攪拌した後、16時間沈殿させ、その間に2つの層が形成された。下部水層を除去し、さらに2リットルの脱イオン水をフラスコに加えた。混合物を5分間攪拌した後、1時間沈殿させた。下部水層を分離し、この洗浄手順をさらに2リットルの脱イオン水によってもう一度繰り返した。残留有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過した後、ロータリーエバポレーターを使用して濃縮(40℃/20〜40Torr)して濃赤色液体746gを得た。透明液体320gをショートパス蒸留(97〜140℃/0.1〜0.3Torr)により収集した。この留出物は、HP-5カラムを備えたAgilent 6890 GCを使用するGC-FIDによって、93面積%超の酢酸デカ-7,9-ジエン-1-イルを含むと確定された。
実施例12
酢酸(E/Z)-デカ-7,9-ジエン-1-イルおよびブタ-1-エンのZ選択的クロスメタセシスによるロベシア・ボトラナ性フェロモンの調製
窒素充填グローブボックス中で、セプタムキャップを備えた2つの30mLガラスバイアル、すなわち「反応A」および「反応B」に磁気攪拌子を加え、-15℃に冷却した。ブタ-1-エン約1.3gを凝縮してセプタムを通じて入れた後、バイアルを秤量した。その正確な質量に基づいて、-15℃に予冷されたちょうど0.25モル当量の酢酸(E/Z)-デカ-7,9-ジエン-1-イル(E/Z約85/15)をセプタムを通じて加えた。基質混合物を室温に昇温させた後、総基質含有量に対して0.01mol%の(T-4)-[(1R)-3,3'-ジブロモ-2'-[[(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシリル]オキシ]-5,5',6,6',7,7',8,8'-オクタヒドロ[1,1'-ビナフタレン]-2-オラト-κO][2,6-ジクロロベンゼンアミナト(2-)-κN](2,5-ジメチル-1H-ピロール-1-イル)[(2-メトキシフェニル)メチレン]タングステン[CAS登録番号1817807-15-0; 表6/7、触媒5]を両反応混合物にトルエン溶液として加えた。バイアルを、触媒の添加後30分毎に-15℃に冷却し、開放してエチレン共生成物を放出した。「反応A」を触媒添加の60分後に反応停止させ、アリコートを、Agilent DB-23カラムを使用するGC-MS/FIDによる組成解析のために採取した。「反応A」の組成は酢酸オクタ-7-エン-1-イル2面積%、酢酸デカ-7-エン-1-イル異性体2面積%、酢酸デカ-7,9-ジエン-1-イル異性体62面積%、および酢酸ドデカ-7,9-ジエン-1-イル異性体34面積%であることがわかった。触媒添加から150分が経過した後に「反応B」を反応停止させた。「反応B」の組成はGC-MS/FIDによって酢酸オクタ-7-エン-1-イル3面積%、酢酸デカ-7-エン-1-イル異性体3面積%、酢酸デカ-7,9-ジエン-1-イル異性体52面積%、および酢酸ドデカ-7,9-ジエン-1-イル異性体42面積%であることがわかった。
酢酸(E/Z)-デカ-7,9-ジエン-1-イルおよびブタ-1-エンのZ選択的クロスメタセシスによるロベシア・ボトラナ性フェロモンの調製
窒素充填グローブボックス中で、セプタムキャップを備えた2つの30mLガラスバイアル、すなわち「反応A」および「反応B」に磁気攪拌子を加え、-15℃に冷却した。ブタ-1-エン約1.3gを凝縮してセプタムを通じて入れた後、バイアルを秤量した。その正確な質量に基づいて、-15℃に予冷されたちょうど0.25モル当量の酢酸(E/Z)-デカ-7,9-ジエン-1-イル(E/Z約85/15)をセプタムを通じて加えた。基質混合物を室温に昇温させた後、総基質含有量に対して0.01mol%の(T-4)-[(1R)-3,3'-ジブロモ-2'-[[(1,1-ジメチルエチル)ジメチルシリル]オキシ]-5,5',6,6',7,7',8,8'-オクタヒドロ[1,1'-ビナフタレン]-2-オラト-κO][2,6-ジクロロベンゼンアミナト(2-)-κN](2,5-ジメチル-1H-ピロール-1-イル)[(2-メトキシフェニル)メチレン]タングステン[CAS登録番号1817807-15-0; 表6/7、触媒5]を両反応混合物にトルエン溶液として加えた。バイアルを、触媒の添加後30分毎に-15℃に冷却し、開放してエチレン共生成物を放出した。「反応A」を触媒添加の60分後に反応停止させ、アリコートを、Agilent DB-23カラムを使用するGC-MS/FIDによる組成解析のために採取した。「反応A」の組成は酢酸オクタ-7-エン-1-イル2面積%、酢酸デカ-7-エン-1-イル異性体2面積%、酢酸デカ-7,9-ジエン-1-イル異性体62面積%、および酢酸ドデカ-7,9-ジエン-1-イル異性体34面積%であることがわかった。触媒添加から150分が経過した後に「反応B」を反応停止させた。「反応B」の組成はGC-MS/FIDによって酢酸オクタ-7-エン-1-イル3面積%、酢酸デカ-7-エン-1-イル異性体3面積%、酢酸デカ-7,9-ジエン-1-イル異性体52面積%、および酢酸ドデカ-7,9-ジエン-1-イル異性体42面積%であることがわかった。
両試料を130℃/3mbarでのKugelrohrショートパス蒸留を通じて精製した。「反応A」は、酢酸デカ-7,9-ジエン-1-イル異性体10面積%および酢酸ドデカ-7,9-ジエン-1-イル異性体90面積%であることがわかった材料0.320gを生じさせた。主成分は、1H NMRにより酢酸(E,Z)-ドデカ-7,9-ジエン-1-イルと酢酸(E,E)-ドデカ-7,9-ジエン-1-イルとの77/23混合物であることがわかった。「反応B」は、酢酸デカ-7,9-ジエン-1-イル異性体10面積%および酢酸ドデカ-7,9-ジエン-1-イル異性体90面積%であることがわかった材料0.301gを生じさせた。主成分は、1H NMRにより酢酸(E,Z)-ドデカ-7,9-ジエン-1-イルと酢酸(E,E)-ドデカ-7,9-ジエン-1-イルとの75/25混合物であることがわかった。
実施例13
ロベシア・ボトラナフェロモン酢酸(7E,9Z)ドデカ-7,9-ジエン-1-イルの調製
スキーム25に概要を示すように、ジオール出発原料から誘導された官能化オレフィンのメタセシスにより酢酸(7E,9Z)ドデカ-7,9-ジエン-1-イル(E7Z9-12Ac)を合成する。オクタン-1,8-ジオールを脱水してオクタ-7-エン-1-オールを形成し、これをアシル化して酢酸オクタ-7-エン-1-イルを得る。ブタン-1,4-ジオールを脱水してブタ-3-エン-1-オールを形成し、これをスルホニル化してトシル酸ブタ-3-エン-1-イルを得る。酢酸オクタ-7-エン-1-イルおよびトシル酸ブタ-3-エン-1イルをメタセシス触媒(例えば以下に示す触媒7、8、9、または10)の存在下で反応させて酢酸10-(トシルオキシ)デカ-7-エン-1-イルを形成する。1-ブテンおよび酢酸10-(トシルオキシ)デカ-7-エン-1-イルをZ選択的メタセシス触媒(例えば以下に示す11または12)の存在下で反応させて所望のE7Z9-12Ac生成物を得る。
ロベシア・ボトラナフェロモン酢酸(7E,9Z)ドデカ-7,9-ジエン-1-イルの調製
スキーム25に概要を示すように、ジオール出発原料から誘導された官能化オレフィンのメタセシスにより酢酸(7E,9Z)ドデカ-7,9-ジエン-1-イル(E7Z9-12Ac)を合成する。オクタン-1,8-ジオールを脱水してオクタ-7-エン-1-オールを形成し、これをアシル化して酢酸オクタ-7-エン-1-イルを得る。ブタン-1,4-ジオールを脱水してブタ-3-エン-1-オールを形成し、これをスルホニル化してトシル酸ブタ-3-エン-1-イルを得る。酢酸オクタ-7-エン-1-イルおよびトシル酸ブタ-3-エン-1イルをメタセシス触媒(例えば以下に示す触媒7、8、9、または10)の存在下で反応させて酢酸10-(トシルオキシ)デカ-7-エン-1-イルを形成する。1-ブテンおよび酢酸10-(トシルオキシ)デカ-7-エン-1-イルをZ選択的メタセシス触媒(例えば以下に示す11または12)の存在下で反応させて所望のE7Z9-12Ac生成物を得る。
スキーム25
実施例14
コドリンガフェロモン(8E,10E)-ドデカ-8,10-ジエン-1-オールの調製
スキーム26に概要を示すように、ノナン-1,9-ジオールから出発して(8E,10E)ドデカ-8,10-ジエン-1-オール(E8E10-12OH)を合成する。ジオールを脱水してノナ-8-エン-1-オールを形成し、これをメタセシス触媒(例えば触媒7、8、9、または10)の存在下でペンタ-1,3-ジエンと反応させて所望のE8E10-12OH生成物を形成する。あるいは、ノナ-8-エン-1-オールをアシル化した後でペンタ-1,3-ジエンとのメタセシスを行い、次に得られた酢酸(8E,10E)ドデカ-8,10-ジエン-1-イルを炭酸カリウムで加水分解して所望のE8E10-12OH生成物を得る。
コドリンガフェロモン(8E,10E)-ドデカ-8,10-ジエン-1-オールの調製
スキーム26に概要を示すように、ノナン-1,9-ジオールから出発して(8E,10E)ドデカ-8,10-ジエン-1-オール(E8E10-12OH)を合成する。ジオールを脱水してノナ-8-エン-1-オールを形成し、これをメタセシス触媒(例えば触媒7、8、9、または10)の存在下でペンタ-1,3-ジエンと反応させて所望のE8E10-12OH生成物を形成する。あるいは、ノナ-8-エン-1-オールをアシル化した後でペンタ-1,3-ジエンとのメタセシスを行い、次に得られた酢酸(8E,10E)ドデカ-8,10-ジエン-1-イルを炭酸カリウムで加水分解して所望のE8E10-12OH生成物を得る。
スキーム26
実施例15
青葉アルコールのトシル化
オーバーヘッドスターラー、添加漏斗、ガス出口、および冷却浴を備えた6L四つ口フラスコに(Z)-ヘキサ-3-エン-1-オール(青葉アルコール)200g(1.997mol、1当量)、ジクロロメタン2L(2.66kg)、および塩化p-トルエンスルホニル399.72g(2.096mol、1.05当量)を加えた。攪拌反応混合物を0℃に冷却し、水1344mL(1344g)中KOH 896.2g(15.974mol、8当量)を滴下した。反応混合物を室温に昇温させた後、終夜激しく攪拌した。反応混合物に追加の水を加えた後、30分間攪拌した。得られた二相性混合物を分離して透明水相および乳濁液を得た。静置時に乳濁液が透明にならなかったことから、追加の水1500ml(1500g)およびジクロロメタン500mL(665g)を加えた。相分離は観察されなかった。次に媒体のpHを2M HCl水溶液200mL(206g)を使用して1〜2に調整することで2つの透明相を得た後、これらを分離した。水相をジクロロメタン2x400mL(1064g)で抽出した。一緒にした有機相をNa2SO4で乾燥させ、濾過し、減圧蒸発させてトシル酸(Z)-ヘキサ-3-エン-1-オール(CAS番号34019-85-7)433.51g(収率85%)を得た。ガスクロマトグラフィー(GC)により確定された生成物の純度は98.54面積%であった。長さ30m、内径0.32mm、および膜厚0.5μmのRTX-1301カラムを使用するFID検出器を備えたVarian 3900機器によって、GCデータを収集した。注入器温度を200℃に設定し、検出器温度を250℃に設定した。オーブンを最初に60℃で2分間維持し、速度10℃/分で120℃に上昇させ、速度20℃/分で250℃にさらに上昇させ、最後に250℃に8分間保持した。生成物は、これらの条件下にて保持時間約5.1分で溶出することがわかった。
青葉アルコールのトシル化
オーバーヘッドスターラー、添加漏斗、ガス出口、および冷却浴を備えた6L四つ口フラスコに(Z)-ヘキサ-3-エン-1-オール(青葉アルコール)200g(1.997mol、1当量)、ジクロロメタン2L(2.66kg)、および塩化p-トルエンスルホニル399.72g(2.096mol、1.05当量)を加えた。攪拌反応混合物を0℃に冷却し、水1344mL(1344g)中KOH 896.2g(15.974mol、8当量)を滴下した。反応混合物を室温に昇温させた後、終夜激しく攪拌した。反応混合物に追加の水を加えた後、30分間攪拌した。得られた二相性混合物を分離して透明水相および乳濁液を得た。静置時に乳濁液が透明にならなかったことから、追加の水1500ml(1500g)およびジクロロメタン500mL(665g)を加えた。相分離は観察されなかった。次に媒体のpHを2M HCl水溶液200mL(206g)を使用して1〜2に調整することで2つの透明相を得た後、これらを分離した。水相をジクロロメタン2x400mL(1064g)で抽出した。一緒にした有機相をNa2SO4で乾燥させ、濾過し、減圧蒸発させてトシル酸(Z)-ヘキサ-3-エン-1-オール(CAS番号34019-85-7)433.51g(収率85%)を得た。ガスクロマトグラフィー(GC)により確定された生成物の純度は98.54面積%であった。長さ30m、内径0.32mm、および膜厚0.5μmのRTX-1301カラムを使用するFID検出器を備えたVarian 3900機器によって、GCデータを収集した。注入器温度を200℃に設定し、検出器温度を250℃に設定した。オーブンを最初に60℃で2分間維持し、速度10℃/分で120℃に上昇させ、速度20℃/分で250℃にさらに上昇させ、最後に250℃に8分間保持した。生成物は、これらの条件下にて保持時間約5.1分で溶出することがわかった。
実施例16
(Z)-ヘキサ-1,4-ジエンの合成
オーバーヘッドスターラー、添加漏斗、ガス入口、および冷却浴フラスコを備え、アルゴンでフラッシングされた6L四つ口フラスコに、上記で調製したトシル酸(Z)-ヘキサ-3-エン-1-オール433.4g(1.704mol、1当量)およびトルエン2.6L(2.25kg)を加えた。溶液を0〜5℃に冷却した後、反応温度を0〜5℃に維持するようにナトリウムtert-ブトキシド245.6g(2.556mol、1.5当量)を20分かけて数回に分けて加えた。0〜5℃でさらに20分間攪拌後、反応混合物を40℃に昇温させ、上記の機器およびパラメータを使用するGC解析により、反応が完了に到達したことが確定されるまで(約20時間)攪拌した。懸濁液を15℃に冷却した後、水2.5L(2.5kg)をゆっくりと加えた。相を分離し、有機相を水6x300mL(1.8kg)で洗浄してtert-ブタノール共生成物の除去を促進した。有機相をMgSO4で乾燥させ、濾過した後、Raschig充填カラムおよび還流制御器を使用する分留により分離した。水を主に含むフォアカットを最初に除去した後、(Z)-ヘキサ-1,4-ジエンを少量のtert-ブタノール混入物質と共に含むそれぞれ質量16.4g、14.4g、および13.5gの3つの画分を収集した。低レベルのtert-ブタノールおよびトルエンを含むことがGC解析により確定された51.7g画分を収集した。多量のトルエンを含む65.0g画分、および(Z)-ヘキサ-1,4-ジエンを含まない最終画分を収集した。(Z)-ヘキサ-1,4-ジエンに最も富んだ中間の4つのカットを一緒にして(Z)-ヘキサ-1,4-ジエン(CAS番号14596-92-0)96g(66%)を得た。生成物は、上記定義のGC条件下にて保持時間約3.1分で溶出することがわかった。GCにより確定された生成物の純度は97.88面積%であり、Z-異性体含有量は99.60面積%であった。また、GC解析はtert-ブタノール0.25面積%およびトルエン0.89面積%の存在を示した。1Hおよび13C NMRをCDCl3溶液中でBruker Avance 500分光計を使用して収集したところ、予想された構造と一致していたことがわかった。
(Z)-ヘキサ-1,4-ジエンの合成
オーバーヘッドスターラー、添加漏斗、ガス入口、および冷却浴フラスコを備え、アルゴンでフラッシングされた6L四つ口フラスコに、上記で調製したトシル酸(Z)-ヘキサ-3-エン-1-オール433.4g(1.704mol、1当量)およびトルエン2.6L(2.25kg)を加えた。溶液を0〜5℃に冷却した後、反応温度を0〜5℃に維持するようにナトリウムtert-ブトキシド245.6g(2.556mol、1.5当量)を20分かけて数回に分けて加えた。0〜5℃でさらに20分間攪拌後、反応混合物を40℃に昇温させ、上記の機器およびパラメータを使用するGC解析により、反応が完了に到達したことが確定されるまで(約20時間)攪拌した。懸濁液を15℃に冷却した後、水2.5L(2.5kg)をゆっくりと加えた。相を分離し、有機相を水6x300mL(1.8kg)で洗浄してtert-ブタノール共生成物の除去を促進した。有機相をMgSO4で乾燥させ、濾過した後、Raschig充填カラムおよび還流制御器を使用する分留により分離した。水を主に含むフォアカットを最初に除去した後、(Z)-ヘキサ-1,4-ジエンを少量のtert-ブタノール混入物質と共に含むそれぞれ質量16.4g、14.4g、および13.5gの3つの画分を収集した。低レベルのtert-ブタノールおよびトルエンを含むことがGC解析により確定された51.7g画分を収集した。多量のトルエンを含む65.0g画分、および(Z)-ヘキサ-1,4-ジエンを含まない最終画分を収集した。(Z)-ヘキサ-1,4-ジエンに最も富んだ中間の4つのカットを一緒にして(Z)-ヘキサ-1,4-ジエン(CAS番号14596-92-0)96g(66%)を得た。生成物は、上記定義のGC条件下にて保持時間約3.1分で溶出することがわかった。GCにより確定された生成物の純度は97.88面積%であり、Z-異性体含有量は99.60面積%であった。また、GC解析はtert-ブタノール0.25面積%およびトルエン0.89面積%の存在を示した。1Hおよび13C NMRをCDCl3溶液中でBruker Avance 500分光計を使用して収集したところ、予想された構造と一致していたことがわかった。
V. 例示的態様
本明細書に開示される主題に従って提供される例示的態様としては、特許請求の範囲および以下の態様が挙げられるがそれに限定されない。
1. a) 式I:
のオレフィンと、
式II:
のメタセシス反応パートナーとを、
メタセシス触媒の存在下、式III:
のメタセシス生成物を形成するために十分な条件下で接触させる工程; および
b) 該メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程
を含む、脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法:
式中、
R1は水素およびC1〜18アルキルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルであり;
R3はC1〜18アルキルおよび水素からなる群より選択され;
R4は-CH2OR4aおよび-C(O)OR4bからなる群より選択され;
R4aは-C(O)R4c、アルコール保護基、および水素からなる群より選択され;
R4bは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4cはC1〜5アルキルであり;
添字yは9または6である。
2. 式IIのメタセシス反応パートナーにおいてR4が-CH2OR4aである、態様1の方法。
3. R4aが-C(O)R4cである、態様2の方法。
4. 脂肪族オレフィン誘導体が、変換工程bなしで下記式:
のメタセシス生成物として得られる、態様3の方法。
5. R4aがアルコール保護基であり、
メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式IV:
のアルケノールを形成するために該メタセシス生成物を脱保護することを含む、
態様2の方法。
6. メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式V:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下で前記アルケノールとアシル化剤とを接触させることをさらに含み、式中、R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され、該アルケノールエステルが脂肪族オレフィン誘導体である、
態様5の方法。
7. 添字yが9である、態様1〜6のいずれか1つの方法。
8. 式IIのメタセシス反応パートナーがヘキサデカ-11-エン-1-オールまたはそのエステルである、態様7の方法。
9. 式IIのメタセシス反応パートナーがΔ11-不飽和脂肪酸アルキルエステル、保護Δ11-不飽和脂肪族アルコール、またはΔ11-不飽和脂肪族アルコールである、態様7の方法。
10. Δ11-不飽和脂肪酸アルキルエステル、保護Δ11-不飽和脂肪族アルコール、またはΔ11-不飽和脂肪族アルコールが天然油から誘導される、態様9の方法。
11. 式Iのオレフィンがブタ-1-エン、ヘキサ-1-エン、ヘプタ-1-エン、オクタ-1-エン、およびデカ-1-エンからなる群より選択される、態様7〜10のいずれか1つの方法。
12. 脂肪族オレフィン誘導体が(Z)-11-テトラデセン-1-オール、(Z)-11-ヘキサデセン-1-オール、(Z)-11-オクタデセン-1-オール、および(Z)-11-エイコセン-1-オールからなる群より選択される、態様11の方法。
13. 脂肪族オレフィン誘導体が酢酸(Z)-11-トリデセニル、酢酸(Z)-11-テトラデセニル、酢酸(Z)-11-ヘキサデセニル、ギ酸(Z)-11-ヘキサデセニル、トリフルオロ酢酸(Z)-11-ヘキサデセニル、酢酸(Z)-11-ヘプタデセニル、酢酸(Z)-11-オクタデセニル、および酢酸(Z)-11-エイコセニルからなる群より選択される、態様11の方法。
14. 脂肪族オレフィン誘導体が(Z)-11-テトラデセナール、(Z)-11-ヘキサデセナール、(Z)-11-オクタデセナール、および(Z)-11-エイコセナールからなる群より選択される、態様11の方法。
15. 添字yが6である、態様1〜6のいずれか1つの方法。
16. オレフィンがブタ-1-エン、ペンタ-1-エン、ヘキサ-1-エン、ヘプタ-1-エン、オクタ-1-エン、および7-メチル-1-ノネンからなる群より選択される、態様15の方法。
17. 脂肪族オレフィン誘導体が(E)-8-ドデセン-1-オール、(Z)-8-ドデセン-1-オール、(Z)-8-テトラデセン-1-オール、(E)-14-メチル-8-ヘキサデセン-1-オール、および(Z)-14-メチル-8-ヘキサデセン-1-オールからなる群より選択される、態様16の方法。
18. 脂肪族オレフィン誘導体が酢酸(E)-8-ウンデセニル、酢酸(Z)-8-ウンデセニル、酢酸(E)-8-ドデセニル、酢酸(Z)-8-ドデセニル、酢酸(E)-8-トリデセニル、酢酸(Z)-8-トリデセニル、酢酸(E)-8-テトラデセニル、ギ酸(E)-8-テトラデセニル、酢酸(Z)-8-テトラデセニル、ギ酸(Z)-8-テトラデセニル、および酢酸(Z)-8-ペンタデセニルからなる群より選択される、態様16の方法。
19. a) 式XI:
のオレフィンと、
式XII:
のメタセシス反応パートナーとを、
メタセシス触媒の存在下、式XIII:
のメタセシス生成物を形成するために十分な条件下で接触させる工程; および
b) 任意で、該メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程
を含む、脂肪族ポリエン誘導体を合成するための方法:
式中、
R1およびR3は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-CH2X、-CH2OR4a、-C(O)OR4b、および-COC(O)R4cからなる群より選択され;
Xはハロゲンであり;
R4aはアルコール保護基および水素からなる群より選択され;
R4bは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され;
添字xは0または1であり;
添字yは0〜15の範囲の整数である。
20. 式XVII:
のアルコールを、
式XVIII:
（式中、R6は脱離基である）
の化合物に変換する工程; および
式XIa:
のオレフィンを形成するために該脱離基を脱離させる工程
をさらに含む、態様19の方法。
21. 式XIaのオレフィンが(Z)-ヘキサ-1,3-ジエンである、態様20の方法。
22. メタセシス反応パートナーが式XIIc:
のエステルであり、
脂肪族オレフィン誘導体が、変換工程(b)なしで式XV:
のメタセシス生成物として得られる、態様19〜21のいずれか1つの方法。
23. メタセシス反応パートナーが式XIId:
の化合物であり、
メタセシス生成物が式XIIId:
のハロゲン化物であり、
該メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XV:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下で式XIIIdのハロゲン化物とC1〜8アルカノエートとを接触させることを含み、該アルケノールエステルが脂肪族オレフィン誘導体である、態様19〜21のいずれか1つの方法。
24. 式XIIのメタセシス反応パートナーにおいてR4が-CH2OR4aである、態様19〜21のいずれか1つの方法。
25. メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XIV:
のアルケノールを形成するために該メタセシス生成物を脱保護することを含む、態様24の方法。
26. メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XV:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下で前記アルケノールとアシル化剤とを接触させることをさらに含み、式中、R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され、該アルケノールエステルが脂肪族オレフィン誘導体である、態様25の方法。
27. 式XIIのメタセシス反応パートナーにおいてR4が-C(O)OR4bである、態様19の方法。
28. メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XIV:
のアルケノールを形成するために十分な条件下で該メタセシス生成物と還元剤とを接触させることを含む、態様27の方法。
29. メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XV:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下で前記アルケノールとアシル化剤とを接触させることをさらに含み、式中、R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され、該アルケノールエステルが脂肪族オレフィン誘導体である、態様28の方法。
30. 式XIのオレフィンが(E)-ペンタ-1,3-ジエン、(Z)-ペンタ-1,3-ジエン、(E)-ヘプタ-1,3-ジエン、(Z)-ヘプタ-1,3-ジエン、(E)-オクタ-1,3-ジエン、および(Z)-オクタ-1,3-ジエンからなる群より選択される、態様19〜29のいずれか1つの方法。
31. 脂肪族ポリエン誘導体が(E,E)-8,10-ドデカジエン-1-オール、(E,Z)-8,10-ドデカジエン-1-オール、(Z,E)-8,10-ドデカジエン-1-オール、(Z,Z)-8,10-ドデカジエン-1-オール、および(E,E)-8,10-テトラデカジエン-1-オールからなる群より選択される、態様19〜30のいずれか1つの方法。
32. 脂肪族ポリエン誘導体が酢酸(E,E)-8,10-ドデカジエニル、酢酸(E,Z)-8,10-ドデカジエニル、酢酸(Z,E)-8,10-ドデカジエニル、酢酸(Z,Z)-8,10-ドデカジエニル、酢酸(E,E)-8,10-テトラデカジエニル、酢酸(E,E)-8,10-ペンタデカジエニル、酢酸(E,Z)-8,10-ペンタデカジエニル、酢酸(Z,E)-8,10-ペンタデカジエニル、および酢酸(Z,Z)-8,10-ペンタデカジエニルからなる群より選択される、態様19〜30のいずれか1つの方法。
33. 脂肪族ポリエン誘導体が(E,E)-8,10-ドデカジエナール、(E,Z)-8,10-ドデカジエナール、(Z,E)-8,10-ドデカジエナール、(E,E)-8,10-テトラデカジエナール、および(E,Z)-8,10-テトラデカジエナールからなる群より選択される、態様19〜30のいずれか1つの方法。
34. a) 式XXI:
のオレフィンと、
式XXII:
のポリエン反応パートナーとを、
メタセシス触媒の存在下、式XXIII:
のメタセシス生成物を形成するために十分な条件下で接触させる工程; および
b) 任意で、該メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程
を含む、脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法:
式中、
R1およびR3は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-COC(O)R4a、-CH2OR4b、-C(O)OR4c、および-CH2Xからなる群より選択され;
R4aは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され;
R4bはアルコール保護基であり;
R4cは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
Xはハロゲンであり;
添字mは0または1であり;
添字nは0〜15の範囲の整数である。
35. ポリエン反応パートナーが式XXIIa:
のエステルであり、
脂肪族オレフィン誘導体が、変換工程(b)なしで式XXIIIa:
のメタセシス生成物として得られる、態様34の方法。
36. 式XXIIa-i:
（式中、R5は脱離基である）
の内部オレフィンを、式XXIIaのエステルに変換すること
を含むプロセスにより、式XXIIaのエステルが得られる、態様35の方法。
37. 脱離基がスルホネートおよびハロゲン化物からなる群より選択される、態様36の方法。
38. 式XXIIa-iii:
の化合物と、
式XXIIa-ii:
の反応パートナーとを、
中間触媒の存在下、式XXIIa-iの内部オレフィンを形成するために十分な条件下で接触させること
（式中、R6およびR7は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択される）
を含むプロセスにより、式XXIIa-iの内部オレフィンが得られる、態様36の方法。
39. R5がメシレートまたはトシレートである、態様36〜38のいずれか1つの方法。
40. オレフィンがブタ-1-エン、ペンタ-1-エン、ヘキサ-1-エン、ヘプタ-1-エン、オクタ-1-エン、および7-メチル-1-ノネンからなる群より選択される、態様34〜39のいずれか1つの方法。
41. 脂肪族オレフィン誘導体が酢酸(7E,9Z)ドデカ-7,9-ジエン-1-イルおよび(8E,10E)-ドデカ-8,10-ジエン-1-オールからなる群より選択される、態様34〜40のいずれか1つの方法。
42. a) 式XXXI:
のオレフィンと、
式XXXII:
のメタセシス反応パートナーとを、
メタセシス触媒の存在下、式XXXIII:
のメタセシス生成物を形成するために十分な条件下で接触させる工程; および
b) 任意で、該メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程
を含む、脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法:
式中、
R1およびR3は独立して、水素およびC1〜18アルキルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-CH2OR4a、-C(O)OR4b、-CH2OC(O)R4c、およびハロゲンからなる群より選択され;
R4aは水素およびアルコール保護基からなる群より選択され;
R4bは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4cは水素、C1〜8アルキル、およびC1〜8ハロアルキルからなる群より選択され;
添字xは3〜15の範囲の整数である。
43. i) 式XXXIId:
のアルケノールを形成するために、式XXXVII:
のジオールを脱水する工程
をさらに含む、態様42の方法。
44. 式XXXIIa:
（式中、R4aはアルコール保護基である）
のメタセシス反応パートナーを形成するために前記アルケノールを保護する工程をさらに含む、態様43の方法。
45. 式XXXIIc:
のメタセシス反応パートナーを形成するために前記アルケノールをアシル化する工程をさらに含む、態様43の方法。
46. i) 式XXXVII:
のジオールを
式XXXVIII:
（式中、R5は脱離基である）
のアルコールに変換する工程;
ii) 式XXXIXb:
のエステルを形成するために該アルコールをアシル化する工程; および
iii) 式IIc:
のメタセシス反応パートナーを形成するために脱離基R5を脱離させる工程
をさらに含む、態様42の方法。
47. メタセシス反応生成物中のR4aがアルコール保護基であり、
メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XXXIV:
のアルケノールを形成するために該メタセシス生成物を脱保護することを含む、態様42または態様44の方法。
48. メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XXXV:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下で式XXXIVのアルケノールとアシル化剤とを接触させることを含み、式中、R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され、該アルケノールエステルが脂肪族オレフィン誘導体である、態様47の方法。
49. R4がハロゲンであり、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XXXV:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下で該メタセシス生成物とカルボン酸塩とを接触させることを含み、式中、R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され、該アルケノールエステルが脂肪族オレフィン誘導体である、態様42の方法。
50. メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XXXVI:
のアルケナールを形成するために十分な条件下で式XXXIVのアルケノールと酸化剤とを接触させることを含み、該アルケナールが脂肪族オレフィン誘導体である、態様47の方法。
51. オレフィンがブタ-1-エン、ペンタ-1-エン、ヘキサ-1-エン、ヘプタ-1-エン、オクタ-1-エン、7-メチル-1-ノネン、およびtrans-1,3-ペンタジエンからなる群より選択される、態様42〜50のいずれか1つの方法。
52. 脂肪族オレフィン誘導体が(E)-デカ-5-エン-1-オールおよび(8E,10E)-ドデカ-8,10-ジエン-1-オールからなる群より選択される、態様51の方法。
53. 脂肪族オレフィン誘導体が酢酸(E)-デカ-5-エン-1-イル; 酢酸(Z)-ドデカ-7-エン-1-イル; 酢酸(Z)-ドデカ-8-エン-1-イル; 酢酸(Z)-ドデカ-9-エン-1-イル; 酢酸(Z)-テトラデカ-9-エン-1-イル; 酢酸(Z)-テトラデカ-11-エン-1-イル; 酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イル; および酢酸(7E,9Z)ドデカ-7,9-ジエン-1-イルからなる群より選択される、態様51の方法。
54. 脂肪族オレフィン誘導体が(Z)-ヘキサデカ-9-エナール、(Z)-ヘキサデカ-11-エナール、および(Z)-オクタデカ-13-エナールからなる群より選択される、態様51の方法。
55. メタセシス生成物がZオレフィンを含む、態様1〜54のいずれか1つの方法。
56. オレフィンの少なくとも約80%がZオレフィンである、態様55の方法。
57. オレフィンの少なくとも約90%がZオレフィンである、態様55の方法。
58. メタセシス触媒がZ選択的モリブデン触媒、Z選択的タングステン触媒、またはZ選択的ルテニウム触媒である、態様55〜57のいずれか1つの方法。
59. メタセシス触媒が式XLII:
の構造を有する、態様58の方法:
式中、
MはMoまたはWであり;
R6aはアリール、ヘテロアリール、アルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、およびヘテロシクロアルキルからなる群より選択され、それぞれ置換されていてもよく;
R7aおよびR8aは独立して、水素、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアルケニル、置換されていてもよいヘテロアルキル、置換されていてもよいヘテロアルケニル、置換されていてもよいアリール、および置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選択され;
R10aはアルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール、シリルアルキル、およびシリルオキシからなる群より選択され、それぞれ置換されていてもよく;
R9aはR11a-X-であり、ここで
XはOまたはSであり、R11aは置換されていてもよいアリールであり; あるいは、
XはOであり、R11aはSiR12aR13aR14aまたはCR15aR16aR17aであり、ここでR12a、R13a、R14a、R15a、R16a、およびR17aは独立して、置換されていてもよいアルキルおよび置換されていてもよいフェニルからなる群より選択され; あるいは、
R9aおよびR10aは連結しており、酸素を通じてMに結合している。
60. R10aがアルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、アリール、アリールオキシ、およびヘテロアリールからなる群より選択され、それぞれ置換されていてもよく;かつ、
XがOまたはSであり、R11aが、置換されていてもよいアリールであり; あるいは、
XがOであり、R11aがCR15aR16aR17aである、
態様59の方法。
61. R6aが2,6-ジメチルフェニル; 2,6-ジイソプロピルフェニル; 2,6-ジクロロフェニル; およびアダマンタ-1-イルからなる群より選択され;
R7aが-C(CH3)2C6H5および-C(CH3)3からなる群より選択され;
R8aがHであり;
R10aがピロール-1-イル; 2,5-ジメチル-ピロール-1-イル; トリフェニルシリルオキシ; トリイソプロピルシリルオキシ; 2-フェニル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イルオキシ; 2-メチル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イルオキシ; 9-フェニル-フルオレン-9-イルオキシ; 2,6-ジフェニル-フェノキシ; およびt-ブチルオキシからなる群より選択され;
R9aがR11a-X-であり、ここで
X＝Oであり、
R11aが、Oに対してオルト位にある2個の置換基を有するフェニル、または、少なくとも3個の置換基を有し、そのうち2個の置換基がOに対してオルト位にあり、1個の置換基がOに対してパラ位にあるフェニルであり; あるいは、
R11aが、置換されていてもよい8-(ナフタレン-1-イル)-ナフタレン-1-イル; 置換されていてもよい8-フェニルナフタレン-1-イル; 置換されていてもよいキノリン-8-イル; トリフェニルシリル; トリイソプロピルシリル; トリフェニルメチル; トリ(4-メチルフェニル)メチル; 9-フェニル-フルオレン-9-イル; 2-フェニル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパ-2-イル; 2-メチル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イル; およびt-ブチルからなる群より選択される、
態様59の方法。
62. R10aがピロール-1-イル; 2,5-ジメチル-ピロール-1-イルからなる群より選択され;
R11aが、Oに対してオルト位にある2個の置換基を有するフェニル、または、少なくとも3個の置換基を有し、そのうち2個の置換基がOに対してオルト位にあり、1個の置換基がOに対してパラ位にあるフェニルであり; あるいは、
R11aが、置換されていてもよい8-(ナフタレン-1-イル)-ナフタレン-1-イルおよび置換されていてもよい8-フェニルナフタレン-1-イルからなる群より選択される、
態様61の方法。
63. メタセシス触媒が式XLIIa:
の構造を有する、態様59の方法:
R6aはアリール、ヘテロアリール、アルキル、またはシクロアルキルであり、それぞれ置換されていてもよく;
R10aはピロリル、イミダゾリル、インドリル、ピラゾリル、アザインドリル、またはインダゾリルであり、それぞれ置換されていてもよく;
R11aは置換されていてもよいアリールであり;
R8aは水素原子、アルキル、またはアルコキシであり;
R7bは水素原子、-O-(C1〜6アルキル)、-CH2-O-(C1〜6アルキル)、ヘテロアルコキシ、または-N(C1〜6アルキル)2であり;
R7cおよびR7dは独立して、水素原子、C1〜6アルキル、C1〜6アルコキシ、ハロゲン原子、-NO2、アミド、またはスルホンアミドである。
64. R10aがピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、アザインドリル、またはインダゾリルであり、それぞれ置換されていてもよく;
R8aが水素原子である、
態様63の方法。
65. R6aがフェニル、2,6-ジクロロフェニル、2,6-ジメチルフェニル、2,6-ジイソプロピルフェニル、2-トリフルオロメチルフェニル、ペンタフルオロフェニル、tert-ブチル、または1-アダマンチルである、態様63の方法。
66. R6aが
である、態様63または態様65の方法。
67. R7bがメトキシであり、R7cが水素であり、R7dが水素である、態様63の方法。
68. メタセシス触媒が以下:
からなる群より選択される、態様58の方法。
69. メタセシス触媒が式XLIV:
の構造を有する、態様58の方法:
式中、
Qはヒドロカルビレン、置換ヒドロカルビレン、ヘテロ原子含有ヒドロカルビレン、または置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビレンより選択され、ここでQ内の隣接原子上の2個以上の置換基は連結してさらなる環構造を形成してもよく;
Q*はR41基の炭素と共に炭素-ルテニウム結合を形成し;
R40およびR41は独立して、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、または置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビルより選択され;
R42はハロゲン化物、ナイトレート、アルキル、アリール、アルコキシ、アルキルカルボキシレート、アリールオキシ、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、アリールカルボキシレート、アシル、アシルオキシ、アルキルスルホナト、アリールスルホナト、アルキルスルファニル、アリールスルファニル、アルキルスルフィニル、およびアリールスルフィニルより選択され;
R43は水素、アルキル、およびアリールより選択され、ここでアルキルおよびアリールは、アルコキシ、アリールオキシ、ハロゲン、カルボン酸、ケトン、アルデヒド、ナイトレート、シアノ、イソシアネート、ヒドロキシル、エステル、エーテル、アミン、イミン、アミド、トリフルオロアミド、スルフィド、ジスルフィド、カルバメート、シラン、シロキサン、ホスフィン、ホスフェート、またはボレート、メチル、イソプロピル、sec-ブチル、t-ブチル、ネオペンチル、ベンジル、フェニル、およびトリメチルシリルからなる群より選択される1個または複数の官能基で置換されていてもよく;
R44、R45、R46、およびR47は独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアルキル、ヘテロ原子含有アルケニル、ヘテロアルケニル、ヘテロアリール、アルコキシ、アルケニルオキシ、アリールオキシ、アルコキシカルボニル、カルボニル、アルキルアミノ、アルキルチオ、アミノスルホニル、モノアルキルアミノスルホニル、ジアルキルアミノスルホニル、アルキルスルホニル、ニトリル、ニトロ、アルキルスルフィニル、トリハロアルキル、ペルフルオロアルキル、カルボン酸、ケトン、アルデヒド、ナイトレート、シアノ、イソシアネート、ヒドロキシル、エステル、エーテル、アミン、イミン、アミド、ハロゲン置換アミド、トリフルオロアミド、スルフィド、ジスルフィド、スルホネート、カルバメート、シラン、シロキサン、ホスフィン、ホスフェート、またはボレートからなる群より選択され、ここでR44、R45、R46、およびR47の任意の組み合わせは連結して1個または複数の環状基を形成してもよい。
70. メタセシス触媒がオレフィンまたはメタセシス反応パートナーに対して0.01mol%未満の量で存在する、態様1〜69のいずれか1つの方法。
71. メタセシス生成物がEオレフィンを含む、態様1〜54のいずれか1つの方法。
72. オレフィンの約85%超がEオレフィンである、態様71の方法。
73. オレフィンの少なくとも約90%がEオレフィンである、態様71の方法。
74. メタセシス触媒がE選択的ルテニウム触媒である、態様71の方法。
本明細書に開示される主題に従って提供される例示的態様としては、特許請求の範囲および以下の態様が挙げられるがそれに限定されない。
1. a) 式I:
式II:
メタセシス触媒の存在下、式III:
b) 該メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程
を含む、脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法:
式中、
R1は水素およびC1〜18アルキルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルであり;
R3はC1〜18アルキルおよび水素からなる群より選択され;
R4は-CH2OR4aおよび-C(O)OR4bからなる群より選択され;
R4aは-C(O)R4c、アルコール保護基、および水素からなる群より選択され;
R4bは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4cはC1〜5アルキルであり;
添字yは9または6である。
2. 式IIのメタセシス反応パートナーにおいてR4が-CH2OR4aである、態様1の方法。
3. R4aが-C(O)R4cである、態様2の方法。
4. 脂肪族オレフィン誘導体が、変換工程bなしで下記式:
5. R4aがアルコール保護基であり、
メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式IV:
態様2の方法。
6. メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式V:
態様5の方法。
7. 添字yが9である、態様1〜6のいずれか1つの方法。
8. 式IIのメタセシス反応パートナーがヘキサデカ-11-エン-1-オールまたはそのエステルである、態様7の方法。
9. 式IIのメタセシス反応パートナーがΔ11-不飽和脂肪酸アルキルエステル、保護Δ11-不飽和脂肪族アルコール、またはΔ11-不飽和脂肪族アルコールである、態様7の方法。
10. Δ11-不飽和脂肪酸アルキルエステル、保護Δ11-不飽和脂肪族アルコール、またはΔ11-不飽和脂肪族アルコールが天然油から誘導される、態様9の方法。
11. 式Iのオレフィンがブタ-1-エン、ヘキサ-1-エン、ヘプタ-1-エン、オクタ-1-エン、およびデカ-1-エンからなる群より選択される、態様7〜10のいずれか1つの方法。
12. 脂肪族オレフィン誘導体が(Z)-11-テトラデセン-1-オール、(Z)-11-ヘキサデセン-1-オール、(Z)-11-オクタデセン-1-オール、および(Z)-11-エイコセン-1-オールからなる群より選択される、態様11の方法。
13. 脂肪族オレフィン誘導体が酢酸(Z)-11-トリデセニル、酢酸(Z)-11-テトラデセニル、酢酸(Z)-11-ヘキサデセニル、ギ酸(Z)-11-ヘキサデセニル、トリフルオロ酢酸(Z)-11-ヘキサデセニル、酢酸(Z)-11-ヘプタデセニル、酢酸(Z)-11-オクタデセニル、および酢酸(Z)-11-エイコセニルからなる群より選択される、態様11の方法。
14. 脂肪族オレフィン誘導体が(Z)-11-テトラデセナール、(Z)-11-ヘキサデセナール、(Z)-11-オクタデセナール、および(Z)-11-エイコセナールからなる群より選択される、態様11の方法。
15. 添字yが6である、態様1〜6のいずれか1つの方法。
16. オレフィンがブタ-1-エン、ペンタ-1-エン、ヘキサ-1-エン、ヘプタ-1-エン、オクタ-1-エン、および7-メチル-1-ノネンからなる群より選択される、態様15の方法。
17. 脂肪族オレフィン誘導体が(E)-8-ドデセン-1-オール、(Z)-8-ドデセン-1-オール、(Z)-8-テトラデセン-1-オール、(E)-14-メチル-8-ヘキサデセン-1-オール、および(Z)-14-メチル-8-ヘキサデセン-1-オールからなる群より選択される、態様16の方法。
18. 脂肪族オレフィン誘導体が酢酸(E)-8-ウンデセニル、酢酸(Z)-8-ウンデセニル、酢酸(E)-8-ドデセニル、酢酸(Z)-8-ドデセニル、酢酸(E)-8-トリデセニル、酢酸(Z)-8-トリデセニル、酢酸(E)-8-テトラデセニル、ギ酸(E)-8-テトラデセニル、酢酸(Z)-8-テトラデセニル、ギ酸(Z)-8-テトラデセニル、および酢酸(Z)-8-ペンタデセニルからなる群より選択される、態様16の方法。
19. a) 式XI:
式XII:
メタセシス触媒の存在下、式XIII:
b) 任意で、該メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程
を含む、脂肪族ポリエン誘導体を合成するための方法:
式中、
R1およびR3は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-CH2X、-CH2OR4a、-C(O)OR4b、および-COC(O)R4cからなる群より選択され;
Xはハロゲンであり;
R4aはアルコール保護基および水素からなる群より選択され;
R4bは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され;
添字xは0または1であり;
添字yは0〜15の範囲の整数である。
20. 式XVII:
式XVIII:
の化合物に変換する工程; および
式XIa:
をさらに含む、態様19の方法。
21. 式XIaのオレフィンが(Z)-ヘキサ-1,3-ジエンである、態様20の方法。
22. メタセシス反応パートナーが式XIIc:
脂肪族オレフィン誘導体が、変換工程(b)なしで式XV:
23. メタセシス反応パートナーが式XIId:
メタセシス生成物が式XIIId:
該メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XV:
24. 式XIIのメタセシス反応パートナーにおいてR4が-CH2OR4aである、態様19〜21のいずれか1つの方法。
25. メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XIV:
26. メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XV:
27. 式XIIのメタセシス反応パートナーにおいてR4が-C(O)OR4bである、態様19の方法。
28. メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XIV:
29. メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XV:
30. 式XIのオレフィンが(E)-ペンタ-1,3-ジエン、(Z)-ペンタ-1,3-ジエン、(E)-ヘプタ-1,3-ジエン、(Z)-ヘプタ-1,3-ジエン、(E)-オクタ-1,3-ジエン、および(Z)-オクタ-1,3-ジエンからなる群より選択される、態様19〜29のいずれか1つの方法。
31. 脂肪族ポリエン誘導体が(E,E)-8,10-ドデカジエン-1-オール、(E,Z)-8,10-ドデカジエン-1-オール、(Z,E)-8,10-ドデカジエン-1-オール、(Z,Z)-8,10-ドデカジエン-1-オール、および(E,E)-8,10-テトラデカジエン-1-オールからなる群より選択される、態様19〜30のいずれか1つの方法。
32. 脂肪族ポリエン誘導体が酢酸(E,E)-8,10-ドデカジエニル、酢酸(E,Z)-8,10-ドデカジエニル、酢酸(Z,E)-8,10-ドデカジエニル、酢酸(Z,Z)-8,10-ドデカジエニル、酢酸(E,E)-8,10-テトラデカジエニル、酢酸(E,E)-8,10-ペンタデカジエニル、酢酸(E,Z)-8,10-ペンタデカジエニル、酢酸(Z,E)-8,10-ペンタデカジエニル、および酢酸(Z,Z)-8,10-ペンタデカジエニルからなる群より選択される、態様19〜30のいずれか1つの方法。
33. 脂肪族ポリエン誘導体が(E,E)-8,10-ドデカジエナール、(E,Z)-8,10-ドデカジエナール、(Z,E)-8,10-ドデカジエナール、(E,E)-8,10-テトラデカジエナール、および(E,Z)-8,10-テトラデカジエナールからなる群より選択される、態様19〜30のいずれか1つの方法。
34. a) 式XXI:
式XXII:
メタセシス触媒の存在下、式XXIII:
b) 任意で、該メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程
を含む、脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法:
式中、
R1およびR3は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-COC(O)R4a、-CH2OR4b、-C(O)OR4c、および-CH2Xからなる群より選択され;
R4aは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され;
R4bはアルコール保護基であり;
R4cは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
Xはハロゲンであり;
添字mは0または1であり;
添字nは0〜15の範囲の整数である。
35. ポリエン反応パートナーが式XXIIa:
脂肪族オレフィン誘導体が、変換工程(b)なしで式XXIIIa:
36. 式XXIIa-i:
の内部オレフィンを、式XXIIaのエステルに変換すること
を含むプロセスにより、式XXIIaのエステルが得られる、態様35の方法。
37. 脱離基がスルホネートおよびハロゲン化物からなる群より選択される、態様36の方法。
38. 式XXIIa-iii:
式XXIIa-ii:
中間触媒の存在下、式XXIIa-iの内部オレフィンを形成するために十分な条件下で接触させること
（式中、R6およびR7は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択される）
を含むプロセスにより、式XXIIa-iの内部オレフィンが得られる、態様36の方法。
39. R5がメシレートまたはトシレートである、態様36〜38のいずれか1つの方法。
40. オレフィンがブタ-1-エン、ペンタ-1-エン、ヘキサ-1-エン、ヘプタ-1-エン、オクタ-1-エン、および7-メチル-1-ノネンからなる群より選択される、態様34〜39のいずれか1つの方法。
41. 脂肪族オレフィン誘導体が酢酸(7E,9Z)ドデカ-7,9-ジエン-1-イルおよび(8E,10E)-ドデカ-8,10-ジエン-1-オールからなる群より選択される、態様34〜40のいずれか1つの方法。
42. a) 式XXXI:
式XXXII:
メタセシス触媒の存在下、式XXXIII:
b) 任意で、該メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程
を含む、脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法:
式中、
R1およびR3は独立して、水素およびC1〜18アルキルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-CH2OR4a、-C(O)OR4b、-CH2OC(O)R4c、およびハロゲンからなる群より選択され;
R4aは水素およびアルコール保護基からなる群より選択され;
R4bは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4cは水素、C1〜8アルキル、およびC1〜8ハロアルキルからなる群より選択され;
添字xは3〜15の範囲の整数である。
43. i) 式XXXIId:
をさらに含む、態様42の方法。
44. 式XXXIIa:
のメタセシス反応パートナーを形成するために前記アルケノールを保護する工程をさらに含む、態様43の方法。
45. 式XXXIIc:
46. i) 式XXXVII:
式XXXVIII:
のアルコールに変換する工程;
ii) 式XXXIXb:
iii) 式IIc:
をさらに含む、態様42の方法。
47. メタセシス反応生成物中のR4aがアルコール保護基であり、
メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XXXIV:
48. メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XXXV:
49. R4がハロゲンであり、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XXXV:
50. メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XXXVI:
51. オレフィンがブタ-1-エン、ペンタ-1-エン、ヘキサ-1-エン、ヘプタ-1-エン、オクタ-1-エン、7-メチル-1-ノネン、およびtrans-1,3-ペンタジエンからなる群より選択される、態様42〜50のいずれか1つの方法。
52. 脂肪族オレフィン誘導体が(E)-デカ-5-エン-1-オールおよび(8E,10E)-ドデカ-8,10-ジエン-1-オールからなる群より選択される、態様51の方法。
53. 脂肪族オレフィン誘導体が酢酸(E)-デカ-5-エン-1-イル; 酢酸(Z)-ドデカ-7-エン-1-イル; 酢酸(Z)-ドデカ-8-エン-1-イル; 酢酸(Z)-ドデカ-9-エン-1-イル; 酢酸(Z)-テトラデカ-9-エン-1-イル; 酢酸(Z)-テトラデカ-11-エン-1-イル; 酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イル; および酢酸(7E,9Z)ドデカ-7,9-ジエン-1-イルからなる群より選択される、態様51の方法。
54. 脂肪族オレフィン誘導体が(Z)-ヘキサデカ-9-エナール、(Z)-ヘキサデカ-11-エナール、および(Z)-オクタデカ-13-エナールからなる群より選択される、態様51の方法。
55. メタセシス生成物がZオレフィンを含む、態様1〜54のいずれか1つの方法。
56. オレフィンの少なくとも約80%がZオレフィンである、態様55の方法。
57. オレフィンの少なくとも約90%がZオレフィンである、態様55の方法。
58. メタセシス触媒がZ選択的モリブデン触媒、Z選択的タングステン触媒、またはZ選択的ルテニウム触媒である、態様55〜57のいずれか1つの方法。
59. メタセシス触媒が式XLII:
式中、
MはMoまたはWであり;
R6aはアリール、ヘテロアリール、アルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、およびヘテロシクロアルキルからなる群より選択され、それぞれ置換されていてもよく;
R7aおよびR8aは独立して、水素、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアルケニル、置換されていてもよいヘテロアルキル、置換されていてもよいヘテロアルケニル、置換されていてもよいアリール、および置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選択され;
R10aはアルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール、シリルアルキル、およびシリルオキシからなる群より選択され、それぞれ置換されていてもよく;
R9aはR11a-X-であり、ここで
XはOまたはSであり、R11aは置換されていてもよいアリールであり; あるいは、
XはOであり、R11aはSiR12aR13aR14aまたはCR15aR16aR17aであり、ここでR12a、R13a、R14a、R15a、R16a、およびR17aは独立して、置換されていてもよいアルキルおよび置換されていてもよいフェニルからなる群より選択され; あるいは、
R9aおよびR10aは連結しており、酸素を通じてMに結合している。
60. R10aがアルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、アリール、アリールオキシ、およびヘテロアリールからなる群より選択され、それぞれ置換されていてもよく;かつ、
XがOまたはSであり、R11aが、置換されていてもよいアリールであり; あるいは、
XがOであり、R11aがCR15aR16aR17aである、
態様59の方法。
61. R6aが2,6-ジメチルフェニル; 2,6-ジイソプロピルフェニル; 2,6-ジクロロフェニル; およびアダマンタ-1-イルからなる群より選択され;
R7aが-C(CH3)2C6H5および-C(CH3)3からなる群より選択され;
R8aがHであり;
R10aがピロール-1-イル; 2,5-ジメチル-ピロール-1-イル; トリフェニルシリルオキシ; トリイソプロピルシリルオキシ; 2-フェニル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イルオキシ; 2-メチル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イルオキシ; 9-フェニル-フルオレン-9-イルオキシ; 2,6-ジフェニル-フェノキシ; およびt-ブチルオキシからなる群より選択され;
R9aがR11a-X-であり、ここで
X＝Oであり、
R11aが、Oに対してオルト位にある2個の置換基を有するフェニル、または、少なくとも3個の置換基を有し、そのうち2個の置換基がOに対してオルト位にあり、1個の置換基がOに対してパラ位にあるフェニルであり; あるいは、
R11aが、置換されていてもよい8-(ナフタレン-1-イル)-ナフタレン-1-イル; 置換されていてもよい8-フェニルナフタレン-1-イル; 置換されていてもよいキノリン-8-イル; トリフェニルシリル; トリイソプロピルシリル; トリフェニルメチル; トリ(4-メチルフェニル)メチル; 9-フェニル-フルオレン-9-イル; 2-フェニル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパ-2-イル; 2-メチル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イル; およびt-ブチルからなる群より選択される、
態様59の方法。
62. R10aがピロール-1-イル; 2,5-ジメチル-ピロール-1-イルからなる群より選択され;
R11aが、Oに対してオルト位にある2個の置換基を有するフェニル、または、少なくとも3個の置換基を有し、そのうち2個の置換基がOに対してオルト位にあり、1個の置換基がOに対してパラ位にあるフェニルであり; あるいは、
R11aが、置換されていてもよい8-(ナフタレン-1-イル)-ナフタレン-1-イルおよび置換されていてもよい8-フェニルナフタレン-1-イルからなる群より選択される、
態様61の方法。
63. メタセシス触媒が式XLIIa:
R6aはアリール、ヘテロアリール、アルキル、またはシクロアルキルであり、それぞれ置換されていてもよく;
R10aはピロリル、イミダゾリル、インドリル、ピラゾリル、アザインドリル、またはインダゾリルであり、それぞれ置換されていてもよく;
R11aは置換されていてもよいアリールであり;
R8aは水素原子、アルキル、またはアルコキシであり;
R7bは水素原子、-O-(C1〜6アルキル)、-CH2-O-(C1〜6アルキル)、ヘテロアルコキシ、または-N(C1〜6アルキル)2であり;
R7cおよびR7dは独立して、水素原子、C1〜6アルキル、C1〜6アルコキシ、ハロゲン原子、-NO2、アミド、またはスルホンアミドである。
64. R10aがピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、アザインドリル、またはインダゾリルであり、それぞれ置換されていてもよく;
R8aが水素原子である、
態様63の方法。
65. R6aがフェニル、2,6-ジクロロフェニル、2,6-ジメチルフェニル、2,6-ジイソプロピルフェニル、2-トリフルオロメチルフェニル、ペンタフルオロフェニル、tert-ブチル、または1-アダマンチルである、態様63の方法。
66. R6aが
67. R7bがメトキシであり、R7cが水素であり、R7dが水素である、態様63の方法。
68. メタセシス触媒が以下:
69. メタセシス触媒が式XLIV:
式中、
Qはヒドロカルビレン、置換ヒドロカルビレン、ヘテロ原子含有ヒドロカルビレン、または置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビレンより選択され、ここでQ内の隣接原子上の2個以上の置換基は連結してさらなる環構造を形成してもよく;
Q*はR41基の炭素と共に炭素-ルテニウム結合を形成し;
R40およびR41は独立して、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、または置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビルより選択され;
R42はハロゲン化物、ナイトレート、アルキル、アリール、アルコキシ、アルキルカルボキシレート、アリールオキシ、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、アリールカルボキシレート、アシル、アシルオキシ、アルキルスルホナト、アリールスルホナト、アルキルスルファニル、アリールスルファニル、アルキルスルフィニル、およびアリールスルフィニルより選択され;
R43は水素、アルキル、およびアリールより選択され、ここでアルキルおよびアリールは、アルコキシ、アリールオキシ、ハロゲン、カルボン酸、ケトン、アルデヒド、ナイトレート、シアノ、イソシアネート、ヒドロキシル、エステル、エーテル、アミン、イミン、アミド、トリフルオロアミド、スルフィド、ジスルフィド、カルバメート、シラン、シロキサン、ホスフィン、ホスフェート、またはボレート、メチル、イソプロピル、sec-ブチル、t-ブチル、ネオペンチル、ベンジル、フェニル、およびトリメチルシリルからなる群より選択される1個または複数の官能基で置換されていてもよく;
R44、R45、R46、およびR47は独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアルキル、ヘテロ原子含有アルケニル、ヘテロアルケニル、ヘテロアリール、アルコキシ、アルケニルオキシ、アリールオキシ、アルコキシカルボニル、カルボニル、アルキルアミノ、アルキルチオ、アミノスルホニル、モノアルキルアミノスルホニル、ジアルキルアミノスルホニル、アルキルスルホニル、ニトリル、ニトロ、アルキルスルフィニル、トリハロアルキル、ペルフルオロアルキル、カルボン酸、ケトン、アルデヒド、ナイトレート、シアノ、イソシアネート、ヒドロキシル、エステル、エーテル、アミン、イミン、アミド、ハロゲン置換アミド、トリフルオロアミド、スルフィド、ジスルフィド、スルホネート、カルバメート、シラン、シロキサン、ホスフィン、ホスフェート、またはボレートからなる群より選択され、ここでR44、R45、R46、およびR47の任意の組み合わせは連結して1個または複数の環状基を形成してもよい。
70. メタセシス触媒がオレフィンまたはメタセシス反応パートナーに対して0.01mol%未満の量で存在する、態様1〜69のいずれか1つの方法。
71. メタセシス生成物がEオレフィンを含む、態様1〜54のいずれか1つの方法。
72. オレフィンの約85%超がEオレフィンである、態様71の方法。
73. オレフィンの少なくとも約90%がEオレフィンである、態様71の方法。
74. メタセシス触媒がE選択的ルテニウム触媒である、態様71の方法。
以上は、明確性および理解のために例証および例示としてある程度詳細に説明されたものであるが、当業者は、特定の変更および修正を添付の特許請求の範囲内で実施することができることを認識するであろう。本明細書において引用されるすべての刊行物、特許、特許出願、および配列アクセッション番号は、あらゆる目的で参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。
Claims (74)
- a) 式I:
のオレフィンと、
式II:
のメタセシス反応パートナーとを、
メタセシス触媒の存在下、式III:
のメタセシス生成物を形成するために十分な条件下で接触させる工程; および
b) 該メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程
を含む、脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法:
式中、
R1は水素およびC1〜18アルキルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルであり;
R3はC1〜18アルキルおよび水素からなる群より選択され;
R4は-CH2OR4aおよび-C(O)OR4bからなる群より選択され;
R4aは-C(O)R4c、アルコール保護基、および水素からなる群より選択され;
R4bは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4cはC1〜5アルキルであり;
添字yは9または6である。 - 式IIのメタセシス反応パートナーにおいてR4が-CH2OR4aである、請求項1記載の方法。
- R4aが-C(O)R4cである、請求項2記載の方法。
- 脂肪族オレフィン誘導体が、変換工程bなしで下記式:
のメタセシス生成物として得られる、請求項3記載の方法。 - R4aがアルコール保護基であり、
メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式IV:
のアルケノールを形成するために該メタセシス生成物を脱保護することを含む、
請求項2記載の方法。 - メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式V:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下で前記アルケノールとアシル化剤とを接触させることをさらに含み、式中、R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され、該アルケノールエステルが脂肪族オレフィン誘導体である、
請求項5記載の方法。 - 添字yが9である、請求項1記載の方法。
- 式IIのメタセシス反応パートナーがヘキサデカ-11-エン-1-オールまたはそのエステルである、請求項7記載の方法。
- 式IIのメタセシス反応パートナーがΔ11-不飽和脂肪酸アルキルエステル、保護Δ11-不飽和脂肪族アルコール、またはΔ11-不飽和脂肪族アルコールである、請求項7記載の方法。
- Δ11-不飽和脂肪酸アルキルエステル、保護Δ11-不飽和脂肪族アルコール、またはΔ11-不飽和脂肪族アルコールが天然油から誘導される、請求項9記載の方法。
- 式Iのオレフィンがブタ-1-エン、ヘキサ-1-エン、ヘプタ-1-エン、オクタ-1-エン、およびデカ-1-エンからなる群より選択される、請求項7記載の方法。
- 脂肪族オレフィン誘導体が(Z)-11-テトラデセン-1-オール、(Z)-11-ヘキサデセン-1-オール、(Z)-11-オクタデセン-1-オール、および(Z)-11-エイコセン-1-オールからなる群より選択される、請求項11記載の方法。
- 脂肪族オレフィン誘導体が酢酸(Z)-11-トリデセニル、酢酸(Z)-11-テトラデセニル、酢酸(Z)-11-ヘキサデセニル、ギ酸(Z)-11-ヘキサデセニル、トリフルオロ酢酸(Z)-11-ヘキサデセニル、酢酸(Z)-11-ヘプタデセニル、酢酸(Z)-11-オクタデセニル、および酢酸(Z)-11-エイコセニルからなる群より選択される、請求項11記載の方法。
- 脂肪族オレフィン誘導体が(Z)-11-テトラデセナール、(Z)-11-ヘキサデセナール、(Z)-11-オクタデセナール、および(Z)-11-エイコセナールからなる群より選択される、請求項11記載の方法。
- 添字yが6である、請求項1記載の方法。
- オレフィンがブタ-1-エン、ペンタ-1-エン、ヘキサ-1-エン、ヘプタ-1-エン、オクタ-1-エン、および7-メチル-1-ノネンからなる群より選択される、請求項15記載の方法。
- 脂肪族オレフィン誘導体が(E)-8-ドデセン-1-オール、(Z)-8-ドデセン-1-オール、(Z)-8-テトラデセン-1-オール、(E)-14-メチル-8-ヘキサデセン-1-オール、および(Z)-14-メチル-8-ヘキサデセン-1-オールからなる群より選択される、請求項16記載の方法。
- 脂肪族オレフィン誘導体が酢酸(E)-8-ウンデセニル、酢酸(Z)-8-ウンデセニル、酢酸(E)-8-ドデセニル、酢酸(Z)-8-ドデセニル、酢酸(E)-8-トリデセニル、酢酸(Z)-8-トリデセニル、酢酸(E)-8-テトラデセニル、ギ酸(E)-8-テトラデセニル、酢酸(Z)-8-テトラデセニル、ギ酸(Z)-8-テトラデセニル、および酢酸(Z)-8-ペンタデセニルからなる群より選択される、請求項16記載の方法。
- a) 式XI:
のオレフィンと、
式XII:
のメタセシス反応パートナーとを、
メタセシス触媒の存在下、式XIII:
のメタセシス生成物を形成するために十分な条件下で接触させる工程; および
b) 任意で、該メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程
を含む、脂肪族ポリエン誘導体を合成するための方法:
式中、
R1およびR3は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-CH2X、-CH2OR4a、-C(O)OR4b、および-COC(O)R4cからなる群より選択され;
Xはハロゲンであり;
R4aはアルコール保護基および水素からなる群より選択され;
R4bは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され;
添字xは0または1であり;
添字yは0〜15の範囲の整数である。 - 式XVII:
のアルコールを、
式XVIII:
（式中、R6は脱離基である）
の化合物に変換する工程; および
式XIa:
のオレフィンを形成するために該脱離基を脱離させる工程
をさらに含む、請求項19記載の方法。 - 式XIaのオレフィンが(Z)-ヘキサ-1,3-ジエンである、請求項20記載の方法。
- メタセシス反応パートナーが式XIIc:
のエステルであり、
脂肪族オレフィン誘導体が、変換工程(b)なしで式XV:
のメタセシス生成物として得られる、請求項19記載の方法。 - メタセシス反応パートナーが式XIId:
の化合物であり、
メタセシス生成物が式XIIId:
のハロゲン化物であり、
該メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XV:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下で式XIIIdのハロゲン化物とC1〜8アルカノエートとを接触させることを含み、該アルケノールエステルが脂肪族オレフィン誘導体である、請求項19記載の方法。 - 式XIIのメタセシス反応パートナーにおいてR4が-CH2OR4aである、請求項19記載の方法。
- メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XIV:
のアルケノールを形成するために該メタセシス生成物を脱保護することを含む、請求項24記載の方法。 - メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XV:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下で前記アルケノールとアシル化剤とを接触させることをさらに含み、式中、R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され、該アルケノールエステルが脂肪族オレフィン誘導体である、請求項25記載の方法。 - 式XIIのメタセシス反応パートナーにおいてR4が-C(O)OR4bである、請求項19記載の方法。
- メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XIV:
のアルケノールを形成するために十分な条件下で該メタセシス生成物と還元剤とを接触させることを含む、請求項27記載の方法。 - メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XV:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下で前記アルケノールとアシル化剤とを接触させることをさらに含み、式中、R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され、該アルケノールエステルが脂肪族オレフィン誘導体である、請求項28記載の方法。 - 式XIのオレフィンが(E)-ペンタ-1,3-ジエン、(Z)-ペンタ-1,3-ジエン、(E)-ヘプタ-1,3-ジエン、(Z)-ヘプタ-1,3-ジエン、(E)-オクタ-1,3-ジエン、および(Z)-オクタ-1,3-ジエンからなる群より選択される、請求項19記載の方法。
- 脂肪族ポリエン誘導体が(E,E)-8,10-ドデカジエン-1-オール、(E,Z)-8,10-ドデカジエン-1-オール、(Z,E)-8,10-ドデカジエン-1-オール、(Z,Z)-8,10-ドデカジエン-1-オール、および(E,E)-8,10-テトラデカジエン-1-オールからなる群より選択される、請求項19記載の方法。
- 脂肪族ポリエン誘導体が酢酸(E,E)-8,10-ドデカジエニル、酢酸(E,Z)-8,10-ドデカジエニル、酢酸(Z,E)-8,10-ドデカジエニル、酢酸(Z,Z)-8,10-ドデカジエニル、酢酸(E,E)-8,10-テトラデカジエニル、酢酸(E,E)-8,10-ペンタデカジエニル、酢酸(E,Z)-8,10-ペンタデカジエニル、酢酸(Z,E)-8,10-ペンタデカジエニル、および酢酸(Z,Z)-8,10-ペンタデカジエニルからなる群より選択される、請求項19記載の方法。
- 脂肪族ポリエン誘導体が(E,E)-8,10-ドデカジエナール、(E,Z)-8,10-ドデカジエナール、(Z,E)-8,10-ドデカジエナール、(E,E)-8,10-テトラデカジエナール、および(E,Z)-8,10-テトラデカジエナールからなる群より選択される、請求項19記載の方法。
- a) 式XXI:
のオレフィンと、
式XXII:
のポリエン反応パートナーとを、
メタセシス触媒の存在下、式XXIII:
のメタセシス生成物を形成するために十分な条件下で接触させる工程; および
b) 任意で、該メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程
を含む、脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法:
式中、
R1およびR3は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-COC(O)R4a、-CH2OR4b、-C(O)OR4c、および-CH2Xからなる群より選択され;
R4aは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され;
R4bはアルコール保護基であり;
R4cは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
Xはハロゲンであり;
添字mは0または1であり;
添字nは0〜15の範囲の整数である。 - ポリエン反応パートナーが式XXIIa:
のエステルであり、
脂肪族オレフィン誘導体が、変換工程(b)なしで式XXIIIa:
のメタセシス生成物として得られる、請求項34記載の方法。 - 式XXIIa-i:
（式中、R5は脱離基である）
の内部オレフィンを、式XXIIaのエステルに変換すること
を含むプロセスにより、式XXIIaのエステルが得られる、請求項35記載の方法。 - 脱離基がスルホネートおよびハロゲン化物からなる群より選択される、請求項36記載の方法。
- 式XXIIa-iii:
の化合物と、
式XXIIa-ii:
の反応パートナーとを、
中間触媒の存在下、式XXIIa-iの内部オレフィンを形成するために十分な条件下で接触させること
（式中、R6およびR7は独立して、水素、C1〜18アルキル、およびC2〜18アルケニルからなる群より選択される）
を含むプロセスにより、式XXIIa-iの内部オレフィンが得られる、請求項36記載の方法。 - R5がメシレートまたはトシレートである、請求項36記載の方法。
- オレフィンがブタ-1-エン、ペンタ-1-エン、ヘキサ-1-エン、ヘプタ-1-エン、オクタ-1-エン、および7-メチル-1-ノネンからなる群より選択される、請求項34記載の方法。
- 脂肪族オレフィン誘導体が酢酸(7E,9Z)ドデカ-7,9-ジエン-1-イルおよび(8E,10E)-ドデカ-8,10-ジエン-1-オールからなる群より選択される、請求項34記載の方法。
- a) 式XXXI:
のオレフィンと、
式XXXII:
のメタセシス反応パートナーとを、
メタセシス触媒の存在下、式XXXIII:
のメタセシス生成物を形成するために十分な条件下で接触させる工程; および
b) 任意で、該メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程
を含む、脂肪族オレフィン誘導体を合成するための方法:
式中、
R1およびR3は独立して、水素およびC1〜18アルキルからなる群より選択され;
R2はC1〜18アルキルおよびC2〜18アルケニルからなる群より選択され;
R4は-CH2OR4a、-C(O)OR4b、-CH2OC(O)R4c、およびハロゲンからなる群より選択され;
R4aは水素およびアルコール保護基からなる群より選択され;
R4bは水素およびC1〜8アルキルからなる群より選択され;
R4cは水素、C1〜8アルキル、およびC1〜8ハロアルキルからなる群より選択され;
添字xは3〜15の範囲の整数である。 - i) 式XXXIId:
のアルケノールを形成するために、式XXXVII:
のジオールを脱水する工程
をさらに含む、請求項42記載の方法。 - 式XXXIIa:
（式中、R4aはアルコール保護基である）
のメタセシス反応パートナーを形成するために前記アルケノールを保護する工程をさらに含む、請求項43記載の方法。 - 式XXXIIc:
のメタセシス反応パートナーを形成するために前記アルケノールをアシル化する工程をさらに含む、請求項43記載の方法。 - i) 式XXXVII:
のジオールを
式XXXVIII:
（式中、R5は脱離基である）
のアルコールに変換する工程;
ii) 式XXXIXb:
のエステルを形成するために該アルコールをアシル化する工程; および
iii) 式IIc:
のメタセシス反応パートナーを形成するために脱離基R5を脱離させる工程
をさらに含む、請求項42記載の方法。 - メタセシス反応生成物中のR4aがアルコール保護基であり、
メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XXXIV:
のアルケノールを形成するために該メタセシス生成物を脱保護することを含む、請求項42記載の方法。 - メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XXXV:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下で式XXXIVのアルケノールとアシル化剤とを接触させることを含み、式中、R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され、該アルケノールエステルが脂肪族オレフィン誘導体である、請求項47記載の方法。 - R4がハロゲンであり、メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XXXV:
のアルケノールエステルを形成するために十分な条件下で該メタセシス生成物とカルボン酸塩とを接触させることを含み、式中、R4cは水素、C1〜5アルキル、およびC1〜5ハロアルキルからなる群より選択され、該アルケノールエステルが脂肪族オレフィン誘導体である、請求項42記載の方法。 - メタセシス生成物を脂肪族オレフィン誘導体に変換する工程が、式XXXVI:
のアルケナールを形成するために十分な条件下で式XXXIVのアルケノールと酸化剤とを接触させることを含み、該アルケナールが脂肪族オレフィン誘導体である、請求項47記載の方法。 - オレフィンがブタ-1-エン、ペンタ-1-エン、ヘキサ-1-エン、ヘプタ-1-エン、オクタ-1-エン、7-メチル-1-ノネン、およびtrans-1,3-ペンタジエンからなる群より選択される、請求項42記載の方法。
- 脂肪族オレフィン誘導体が(E)-デカ-5-エン-1-オールおよび(8E,10E)-ドデカ-8,10-ジエン-1-オールからなる群より選択される、請求項51記載の方法。
- 脂肪族オレフィン誘導体が酢酸(E)-デカ-5-エン-1-イル; 酢酸(Z)-ドデカ-7-エン-1-イル; 酢酸(Z)-ドデカ-8-エン-1-イル; 酢酸(Z)-ドデカ-9-エン-1-イル; 酢酸(Z)-テトラデカ-9-エン-1-イル; 酢酸(Z)-テトラデカ-11-エン-1-イル; 酢酸(Z)-ヘキサデカ-11-エン-1-イル; および酢酸(7E,9Z)ドデカ-7,9-ジエン-1-イルからなる群より選択される、請求項51記載の方法。
- 脂肪族オレフィン誘導体が(Z)-ヘキサデカ-9-エナール、(Z)-ヘキサデカ-11-エナール、および(Z)-オクタデカ-13-エナールからなる群より選択される、請求項51記載の方法。
- メタセシス生成物がZオレフィンを含む、請求項1記載の方法。
- オレフィンの少なくとも約80%がZオレフィンである、請求項55記載の方法。
- オレフィンの少なくとも約90%がZオレフィンである、請求項55記載の方法。
- メタセシス触媒がZ選択的モリブデン触媒、Z選択的タングステン触媒、またはZ選択的ルテニウム触媒である、請求項1記載の方法。
- メタセシス触媒が式XLII:
の構造を有する、請求項58記載の方法:
式中、
MはMoまたはWであり;
R6aはアリール、ヘテロアリール、アルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、およびヘテロシクロアルキルからなる群より選択され、それぞれ置換されていてもよく;
R7aおよびR8aは独立して、水素、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいアルケニル、置換されていてもよいヘテロアルキル、置換されていてもよいヘテロアルケニル、置換されていてもよいアリール、および置換されていてもよいヘテロアリールからなる群より選択され;
R10aはアルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、アリール、アリールオキシ、ヘテロアリール、シリルアルキル、およびシリルオキシからなる群より選択され、それぞれ置換されていてもよく;
R9aはR11a-X-であり、ここで
XはOまたはSであり、R11aは置換されていてもよいアリールであり; あるいは、
XはOであり、R11aはSiR12aR13aR14aまたはCR15aR16aR17aであり、ここでR12a、R13a、R14a、R15a、R16a、およびR17aは独立して、置換されていてもよいアルキルおよび置換されていてもよいフェニルからなる群より選択され; あるいは、
R9aおよびR10aは連結しており、酸素を通じてMに結合している。 - R10aがアルキル、アルコキシ、ヘテロアルキル、アリール、アリールオキシ、およびヘテロアリールからなる群より選択され、それぞれ置換されていてもよく;かつ、
XがOまたはSであり、R11aが、置換されていてもよいアリールであり; あるいは、
XがOであり、R11aがCR15aR16aR17aである、
請求項59記載の方法。 - R6aが2,6-ジメチルフェニル; 2,6-ジイソプロピルフェニル; 2,6-ジクロロフェニル; およびアダマンタ-1-イルからなる群より選択され;
R7aが-C(CH3)2C6H5および-C(CH3)3からなる群より選択され;
R8aがHであり;
R10aがピロール-1-イル; 2,5-ジメチル-ピロール-1-イル; トリフェニルシリルオキシ; トリイソプロピルシリルオキシ; 2-フェニル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イルオキシ; 2-メチル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イルオキシ; 9-フェニル-フルオレン-9-イルオキシ; 2,6-ジフェニル-フェノキシ; およびt-ブチルオキシからなる群より選択され;
R9aがR11a-X-であり、ここで
X＝Oであり、
R11aが、Oに対してオルト位にある2個の置換基を有するフェニル、または、少なくとも3個の置換基を有し、そのうち2個の置換基がOに対してオルト位にあり、1個の置換基がOに対してパラ位にあるフェニルであり; あるいは、
R11aが、置換されていてもよい8-(ナフタレン-1-イル)-ナフタレン-1-イル; 置換されていてもよい8-フェニルナフタレン-1-イル; 置換されていてもよいキノリン-8-イル; トリフェニルシリル; トリイソプロピルシリル; トリフェニルメチル; トリ(4-メチルフェニル)メチル; 9-フェニル-フルオレン-9-イル; 2-フェニル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパ-2-イル; 2-メチル-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-プロパ-2-イル; およびt-ブチルからなる群より選択される、
請求項59記載の方法。 - R10aがピロール-1-イル; 2,5-ジメチル-ピロール-1-イルからなる群より選択され;
R11aが、Oに対してオルト位にある2個の置換基を有するフェニル、または、少なくとも3個の置換基を有し、そのうち2個の置換基がOに対してオルト位にあり、1個の置換基がOに対してパラ位にあるフェニルであり; あるいは、
R11aが、置換されていてもよい8-(ナフタレン-1-イル)-ナフタレン-1-イルおよび置換されていてもよい8-フェニルナフタレン-1-イルからなる群より選択される、
請求項61記載の方法。 - メタセシス触媒が式XLIIa:
の構造を有する、請求項59記載の方法:
R6aはアリール、ヘテロアリール、アルキル、またはシクロアルキルであり、それぞれ置換されていてもよく;
R10aはピロリル、イミダゾリル、インドリル、ピラゾリル、アザインドリル、またはインダゾリルであり、それぞれ置換されていてもよく;
R11aは置換されていてもよいアリールであり;
R8aは水素原子、アルキル、またはアルコキシであり;
R7bは水素原子、-O-(C1〜6アルキル)、-CH2-O-(C1〜6アルキル)、ヘテロアルコキシ、または-N(C1〜6アルキル)2であり;
R7cおよびR7dは独立して、水素原子、C1〜6アルキル、C1〜6アルコキシ、ハロゲン原子、-NO2、アミド、またはスルホンアミドである。 - R10aがピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、アザインドリル、またはインダゾリルであり、それぞれ置換されていてもよく;
R8aが水素原子である、
請求項63記載の方法。 - R6aがフェニル、2,6-ジクロロフェニル、2,6-ジメチルフェニル、2,6-ジイソプロピルフェニル、2-トリフルオロメチルフェニル、ペンタフルオロフェニル、tert-ブチル、または1-アダマンチルである、請求項63記載の方法。
- R6aが
である、請求項63記載の方法。 - R7bがメトキシであり、R7cが水素であり、R7dが水素である、請求項63記載の方法。
- メタセシス触媒が以下:
からなる群より選択される、請求項58記載の方法。 - メタセシス触媒が式XLIV:
の構造を有する、請求項58記載の方法:
式中、
Qはヒドロカルビレン、置換ヒドロカルビレン、ヘテロ原子含有ヒドロカルビレン、または置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビレンより選択され、ここでQ内の隣接原子上の2個以上の置換基は連結してさらなる環構造を形成してもよく;
Q*はR41基の炭素と共に炭素-ルテニウム結合を形成し;
R40およびR41は独立して、ヒドロカルビル、置換ヒドロカルビル、ヘテロ原子含有ヒドロカルビル、または置換ヘテロ原子含有ヒドロカルビルより選択され;
R42はハロゲン化物、ナイトレート、アルキル、アリール、アルコキシ、アルキルカルボキシレート、アリールオキシ、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、アリールカルボキシレート、アシル、アシルオキシ、アルキルスルホナト、アリールスルホナト、アルキルスルファニル、アリールスルファニル、アルキルスルフィニル、およびアリールスルフィニルより選択され;
R43は水素、アルキル、およびアリールより選択され、ここでアルキルおよびアリールは、アルコキシ、アリールオキシ、ハロゲン、カルボン酸、ケトン、アルデヒド、ナイトレート、シアノ、イソシアネート、ヒドロキシル、エステル、エーテル、アミン、イミン、アミド、トリフルオロアミド、スルフィド、ジスルフィド、カルバメート、シラン、シロキサン、ホスフィン、ホスフェート、またはボレート、メチル、イソプロピル、sec-ブチル、t-ブチル、ネオペンチル、ベンジル、フェニル、およびトリメチルシリルからなる群より選択される1個または複数の官能基で置換されていてもよく;
R44、R45、R46、およびR47は独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアルキル、ヘテロ原子含有アルケニル、ヘテロアルケニル、ヘテロアリール、アルコキシ、アルケニルオキシ、アリールオキシ、アルコキシカルボニル、カルボニル、アルキルアミノ、アルキルチオ、アミノスルホニル、モノアルキルアミノスルホニル、ジアルキルアミノスルホニル、アルキルスルホニル、ニトリル、ニトロ、アルキルスルフィニル、トリハロアルキル、ペルフルオロアルキル、カルボン酸、ケトン、アルデヒド、ナイトレート、シアノ、イソシアネート、ヒドロキシル、エステル、エーテル、アミン、イミン、アミド、ハロゲン置換アミド、トリフルオロアミド、スルフィド、ジスルフィド、スルホネート、カルバメート、シラン、シロキサン、ホスフィン、ホスフェート、またはボレートからなる群より選択され、ここでR44、R45、R46、およびR47の任意の組み合わせは連結して1個または複数の環状基を形成してもよい。 - メタセシス触媒がオレフィンまたはメタセシス反応パートナーに対して0.01mol%未満の量で存在する、請求項1記載の方法。
- メタセシス生成物がEオレフィンを含む、請求項1記載の方法。
- オレフィンの約85%超がEオレフィンである、請求項71記載の方法。
- オレフィンの少なくとも約90%がEオレフィンである、請求項71記載の方法。
- メタセシス触媒がE選択的ルテニウム触媒である、請求項71記載の方法。
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