JP2021518350A - ２−メチル−４−（２，６，６−トリメチル−１−シクロヘキセン−１−イル）−２−ブテナールを生成するためのプロセス - Google Patents

２−メチル−４−（２，６，６−トリメチル−１−シクロヘキセン−１−イル）−２−ブテナールを生成するためのプロセス Download PDF

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Abstract

本発明は、２−メチル−４−（２，６，６−トリメチル−１−シクロヘキセン−１−イル）−２−ブテナール及びその誘導体を生成するための改良された方法に関する。【選択図】なし

Description

発明の詳細な説明
本発明は、２−メチル−４−（２，６，６−トリメチル−１−シクロヘキセン−１−イル）−２−ブテナール及びその誘導体を生成するための改良された方法に関する。
Ｒ１がＨ）である場合の式（Ｉ）
Figure 2021518350
の化合物である２−メチル−４−（２，６，６−トリメチル−１−シクロヘキセン−１−イル）−２−ブテナールは、例えば、ビタミンＡの生成における重要な中間体である。
２−メチル−４−（２，６，６−トリメチル−１−シクロヘキセン−１−イル）−２−ブテナール及びその誘導体の重要性に起因して、本発明の目的は、式（Ｉ）の化合物の生成のための改良されたプロセスを提供することであった。プロセスの改良により、プロセスの選択性が著しく向上し、さらに、より少ない副生成物（不要物）形成が得られた。
２−メチル−４−（２，６，６−トリメチル−１−シクロヘキセン−１−イル）−２−ブテナール及びその誘導体の化合物の合成は、以下の反応スキーム：
Figure 2021518350
（式中、すべての置換基は、以下で定義される）
に従って実施される。
したがって、本発明は、式（Ｉ）
Figure 2021518350
の化合物を生成するためのプロセス（Ｐ）であって、第１のステップ（ステップ（ｉ））として、式（ＩＩ）
Figure 2021518350
（式中、Ｒ１は、Ｈ又はＣＨ３であり、好ましくは、Ｒ１は、Ｈである）
の化合物と、式（ＩＩＩ）
Figure 2021518350
（式中、Ｘは、Ｃｌ又はＢｒであり、好ましくは、Ｘは、Ｃｌであり、及び
Ｒ２は、Ｃ１〜Ｃ４−アルキルであり、好ましくは、Ｒ２は、メチル又はエチルである）
の化合物との間のＤａｒｚｅｎｓ反応が、ＭＯＲ
（式中、Ｒは、Ｃ１〜Ｃ４−アルキル基（好ましくはメチル又はエチル）であり、及び
Ｍは、Ｎａ＋、Ｋ＋又はＣｓ＋を示す）
の存在下で実施され、ここで、１．０〜１．３モル当量（式（ＩＩ）の化合物の量に基づく）の式（ＩＩＩ）の化合物及び１．０〜１．４モル当量（式（ＩＩ）の化合物の量に基づく）のＭＯＲが使用され、それに、第２のステップ（ｉｉ）であって、それにより、式（Ｖ）
Figure 2021518350
の化合物を形成するためのＮａＯＨの存在下での鹸化反応が起こる、第２のステップ（ｉｉ）が続き、及び式（Ｖ）の化合物が脱炭酸反応を受けて、式（Ｉ）の化合物を形成し、ここで、３０℃未満の反応温度が適用される、プロセス（Ｐ）に関する。
以下では、２つのステップをより詳細に論じる。
［ステップ（ｉ）］
第１の反応ステップ（ステップ（ｉ））は、実際には、２つのステップ、ステップ（ｉａ）及びステップ（ｉｂ）の連続であり、これらは、第１の反応ステップの反応生成物、すなわち式（ＩＶ）の化合物を単離せずに実施される。
Figure 2021518350
ステップ（ｉａ）は、グリシド酸エステル縮合であり、ここで、α，β−エポキシエステル（＝グリシド酸エステル）が鹸化されて、対応するカルボン酸塩になる（ステップ（ｉｂ））。
−５℃〜３０℃の範囲の温度において、ＭＯＲ（液体又は固体形態）（式中、Ｒは、Ｃ１〜Ｃ４−アルキル基（好ましくはメチル又はエチル、より好ましくはメチル）であり、及びＭは、塩基としてのＮａ＋、Ｋ＋又はＣｓ＋及びα−ハロエステルとしてのクロロ酢酸メチル又はブロモ酢酸メチル（好ましくはクロロ酢酸メチル）を示す）を使用することが非常に有利であることが判明した。
ステップ（ｉａ）は、通常、ステップ（ｉｂ）よりも低い温度で実施される。ステップ（ｉａ）は、通常、−５℃〜５℃の範囲の温度において、ステップ（ｉｂ）は、１５〜３０℃の範囲の温度、好ましくは室温（２５℃）において実施される。
第１のステップの本質的特徴は、式（ＩＩ）の化合物の量に基づいて１．０モル当量〜１．３モル当量までの式（ＩＩＩ）の化合物及び式（ＩＩ）の化合物の量に基づいて１．０モル当量〜１．４モル当量までのＭＯＲが使用されることである。
必要に応じて且つ所望される場合、ステップ（ｉａ）の反応生成物を単離することも可能である。
ステップ（ｉ）、すなわちステップ（ｉａ）及びステップ（ｉｂ）は、通常、溶媒又は溶媒の混合物中で実施される。
適切な溶媒は、脂肪族アルコール、脂肪族炭化水素又は芳香族炭化水素及びそれらの混合物である。特に適したものは、脂肪族Ｃ１〜Ｃ６アルコール（メタノール、エタノール、イソ−プロパノールなど）及び脂肪族Ｃ５〜Ｃ１０−炭化水素、例えばｎ−ヘプタン、ｎ−ヘキサン及びシクロヘキサンなど、並びにそれらの混合物である。適切な芳香族炭化水素は、すなわち、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン及びｐ−キシレンである。
したがって、本発明は、プロセス（Ｐ１）であって、ステップ（ｉ）が少なくとも１種の溶媒中で実施される、プロセス（Ｐ）であるプロセス（Ｐ１）に関する。
したがって、本発明は、プロセス（Ｐ１’）であって、ステップ（ｉ）が少なくとも１種の脂肪族アルコール、少なくとも１種の脂肪族炭化水素及び／又は少なくとも１種の芳香族炭化水素中で実施される、プロセス（Ｐ１）であるプロセス（Ｐ１’）に関する。
したがって、本発明は、プロセス（Ｐ１’’）であって、ステップ（ｉ）が、脂肪族Ｃ１〜Ｃ６アルコール（メタノール、エタノール、イソ−プロパノール、ＥｔＯＨ、ｉＰｒＯＨなど）、ｎ−ヘプタン、ｎヘキサン及びシクロヘキサンから選択される少なくとも１種の溶媒中で実施される、プロセス（Ｐ１）であるプロセス（Ｐ１’’）に関する。
ステップ（ｉａ）の反応温度は、好ましくは、−５℃〜５℃の範囲である。
したがって、本発明は、プロセス（Ｐ２）であって、ステップ（ｉａ）が−５℃〜５℃の範囲の反応温度で実施される、プロセス（Ｐ）、（Ｐ１）、（Ｐ１’）又は（Ｐ１’’）であるプロセス（Ｐ２）に関する。
第１のステップの本質的特徴は、式（ＩＩ）の化合物の量に基づいて１．０モル当量〜１．３モル当量までの式（ＩＩＩ）の化合物及び式（ＩＩ）の化合物の量に基づいて１．０モル当量〜１．４モル当量までのＭＯＲが使用されることである。
好ましくは、式（ＩＩ）の化合物の量に基づいて１．０モル当量〜１．２モル当量までの式（ＩＩＩ）の化合物及び式（ＩＩ）の化合物の量に基づいて１．０モル当量〜１．３モル当量までのＭＯＲが使用される。
より好ましくは、式（ＩＩ）の化合物の量に基づいて１．０モル当量〜１．１モル当量までの式（ＩＩＩ）の化合物及び１．０モル当量〜１．２モル当量までのＭＯＲ［特に好ましいのは、式（ＩＩ）の化合物の量に基づいて１．０モル当量〜１．１モル当量までのＭＯＲである］が使用される。
したがって、本発明は、プロセス（Ｐ３）であって、式（ＩＩ）の化合物の量に基づいて１．０モル当量〜１．２モル当量までの式（ＩＩＩ）の化合物及び式（ＩＩ）の化合物の量に基づいて１．０モル当量〜１．３モル当量までのＭＯＲが使用される、プロセス（Ｐ）、（Ｐ１）、（Ｐ１’）、（Ｐ１’’）又は（Ｐ２）であるプロセス（Ｐ３）に関する。
したがって、本発明は、プロセス（Ｐ３’）であって、式（ＩＩ）の化合物の量に基づいて１．０モル当量〜１．１モル当量までの式（ＩＩＩ）の化合物及び式（ＩＩ）の化合物の量に基づいて１．０モル当量〜１．２モル当量まで、特に好ましくは１．０モル当量〜１．２モル当量までのＭＯＲが使用される、プロセス（Ｐ）、（Ｐ１）、（Ｐ１’）、（Ｐ１’’）又は（Ｐ２）であるプロセス（Ｐ３’）に関する。
ステップ（ｉｂ）は、３０℃未満の反応温度で実施される。好ましくは、ステップ（ｉｂ）は、１５℃〜３０℃の範囲の反応温度、より好ましくは１５℃〜３０℃の範囲の温度、最も好ましくは室温（２５℃）で実施される。
したがって、本発明は、プロセス（Ｐ４）であって、ステップ（ｉｂ）が１５℃〜３０℃の範囲の温度で実施される、プロセス（Ｐ）、（Ｐ１）、（Ｐ１’）、（Ｐ１’’）、（Ｐ２）、（Ｐ２’）、（Ｐ２’’）、（Ｐ３）又は（Ｐ３’）であるプロセス（Ｐ４）に関する。
したがって、本発明は、プロセス（Ｐ４’）であって、ステップ（ｉｂ）が室温で実施される、プロセス（Ｐ）、（Ｐ１）、（Ｐ１’）、（Ｐ１’’）、（Ｐ２）、（Ｐ２’）、（Ｐ２’’）、（Ｐ３）又は（Ｐ３’）であるプロセス（Ｐ４’）に関する。
式（Ｖ）の化合物であるステップ（ｉ）の反応生成物は、芳香族又は脂肪族炭化水素、例えば好ましくはベンゼン、トルエン、ｎ−ヘプタン、ｎヘキサン又はシクロヘキサンなどによって反応混合物から抽出される。これは、水相で洗浄することができる。
通常、反応生成物は、完全には単離されず、反応混合物の溶媒中に溶解されたままである。
［ステップ（ｉｉ）］
Figure 2021518350
少なくとも１種の脂肪族炭化水素又は芳香族炭化水素中、特にｎ−ヘプタン、ｎ−ヘキサン及び／又はシクロヘキサン中の、式（Ｖ）の化合物であるステップ（ｉ）の反応生成物を、この溶液を少しも加熱せずに脱炭酸させる。ステップ（ｉｉ）は、低温（１５〜３０℃の範囲）又はさらに室温且つ常圧で実施することができる。
したがって、本発明は、プロセス（Ｐ５）であって、ステップ（ｉｉ）が１５〜３０℃の範囲の温度で実施される、プロセス（Ｐ）、（Ｐ１）、（Ｐ１’）、（Ｐ１’’）、（Ｐ２）、（Ｐ２’）、（Ｐ２’’）、（Ｐ３）、（Ｐ３’）、（Ｐ４）又は（Ｐ４’）であるプロセス（Ｐ５）に関する。
したがって、本発明は、プロセス（Ｐ５’）であって、ステップ（ｉｉ）が室温で実施される、プロセス（Ｐ）、（Ｐ１）、（Ｐ１’）、（Ｐ１’’）、（Ｐ２）、（Ｐ２’）、（Ｐ２’’）、（Ｐ３）、（Ｐ３’）、（Ｐ４）又は（Ｐ４’）であるプロセス（Ｐ５’）に関する。
したがって、本発明は、プロセス（Ｐ６）であって、ステップ（ｉｉ）が常圧で実施される、プロセス（Ｐ）、（Ｐ１）、（Ｐ１’）、（Ｐ１’’）、（Ｐ２）、（Ｐ２’）、（Ｐ２’’）、（Ｐ３）、（Ｐ３’）、（Ｐ４）、（Ｐ４’）、（Ｐ５）又は（Ｐ５’）であるプロセス（Ｐ６）に関する。
こうしたステップは、通常、高温において且つ通常、減圧下において実施されるため、これは、驚くべきことである。
最終生成物（式（Ｉ）の化合物）は、好ましくは、蒸留によって単離される。
本発明によるプロセスの選択性は、非常に温和な反応条件を使用するにもかかわらず、著しく向上する。
本発明を、以下の実施例によって例示する。百分率は、すべて重量に関するものであり、温度は、℃で与えられる。ｍｉｎ＝分。
［実施例］
［実施例１：］
β−ロノン（１７．６ｍｌ、８４ｍｍｏｌ）、クロロ酢酸メチルエステル（８．２ｍｌ、９３ｍｍｏｌ）、メタノール（１．９ｍｌ）及びｎ−ヘキサン（１．９ｍｌ）をフラスコに加えた。この溶液を０℃に冷却した。ナトリウムメチラート（５．００ｇ、９３ｍｍｏｌ）をゆっくりと添加した。この反応混合物を室温まで温め、３０分間撹拌した。水酸化ナトリウム水溶液（１０ｍｌ）をメタノール（９０ｍｌ）に入れたものを３０分間にわたって添加した。水（１５０ｍｌ）を添加した。この反応混合物を１０分間撹拌した。ｎ−ヘキサン（４０ｍｌ）を添加し、層を分離させた。水層をｎ−ヘキサン（２×５０ｍｌ）で抽出した。合わせた有機層を酢酸（２×１６ｍｌ）で２回洗浄した。有機層をＮａ２ＳＯ４で乾燥させ、濾過し、真空中で濃縮した。２−メチル−４−（２，６，６−トリメチル−１−シクロヘキセン−１−イル）−２−ブテナールが得られた（２１．０ｇ、収率８２％、定量変換）。

Claims (11)

  1. 式（Ｉ）
    Figure 2021518350
    の化合物の生成のためのプロセスであって、第１のステップ（ステップ（ｉ））として、式（ＩＩ）
    Figure 2021518350
    （式中、Ｒ１は、Ｈ又はＣＨ３であり、好ましくは、Ｒ１は、Ｈである）
    の化合物と、式（ＩＩＩ）
    Figure 2021518350
    （式中、Ｘは、Ｃｌ又はＢｒであり、好ましくは、Ｘは、Ｃｌであり、及び
    Ｒ２は、Ｃ１〜Ｃ４−アルキル、好ましくはメチル又はエチルである）
    の化合物との間のＤａｒｚｅｎｓ反応が、ＭＯＲ
    （式中、Ｒは、Ｃ１〜Ｃ４−アルキル基（好ましくはメチル又はエチル）であり、及び
    Ｍは、Ｎａ＋、Ｋ＋又はＣｓ＋を示す）
    の存在下で実施され、ここで、前記式（ＩＩ）の化合物の量に基づいて１．０〜１．３モル当量の前記式（ＩＩＩ）の化合物及び前記式（ＩＩ）の化合物の量に基づいて１．０〜１．４モル当量のＭＯＲが使用され、それに、第２のステップ（ｉｉ）であって、それにより、式（Ｖ）
    Figure 2021518350
    の化合物を形成するためのＮａＯＨの存在下での鹸化反応が起こる、第２のステップ（ｉｉ）が続き、及びステップ（ｉｉ）において、前記式（Ｖ）の化合物が脱炭酸反応を受けて、前記式（Ｉ）の化合物を形成し、ここで、３０℃未満の反応温度が適用される、プロセス。
  2. ステップ（ｉ）は、少なくとも１種の溶媒中で実施される、請求項１に記載のプロセス。
  3. ステップ（ｉ）は、少なくとも１種の脂肪族アルコール中、少なくとも１種の脂肪族炭化水素中及び／又は少なくとも１種の芳香族炭化水素中で実施される、請求項２に記載のプロセス。
  4. ステップ（ｉ）は、脂肪族Ｃ１〜Ｃ６アルコール及び脂肪族Ｃ５〜Ｃ１０−炭化水素から選択される少なくとも１種の溶媒中で実施される、請求項３に記載のプロセス。
  5. ステップ（ｉａ）は、−５℃〜５℃の範囲の反応温度で実施される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプロセス。
  6. 前記式（ＩＩ）の化合物の量に基づいて１．０モル当量〜１．２モル当量までの前記式（ＩＩＩ）の化合物及び／又は前記式（ＩＩ）の化合物の量に基づいて１．０モル当量〜１．３モル当量までのＭＯＲ（式中、Ｒは、Ｃ１〜Ｃ４−アルキル基であり、及びＭは、Ｎａ＋、Ｋ＋又はＣｓ＋を示す）が使用される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のプロセス。
  7. ステップ（ｉｂ）は、１５℃〜３０℃の範囲の温度で実施される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のプロセス。
  8. ステップ（ｉｂ）は、室温で実施される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のプロセス。
  9. ステップ（ｉｉ）は、１５℃〜３０℃の範囲の温度で実施される、請求項１〜８のいずれか一項に記載のプロセス。
  10. ステップ（ｉｉ）は、室温で実施される、請求項１〜９のいずれか一項に記載のプロセス。
  11. ステップ（ｉｉ）は、常圧で実施される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のプロセス。
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