JP3801623B2 - 酸素含有の脂肪族化合物および４−ヒドロキシ−２，５−ジメチル−３（２ｈ）−フラノンの製造のための中間生成物としてのその使用 - Google Patents

Description

技術分野および先行技術
フラネオール（Furaneol）（登録商標）［Firmenich SA、Geneva在の登録商標］の商品名でよく知られた化合物４−ヒドロキシ−２，５−ジメチル−３（２Ｈ）−フラノンは、パイナップルおよびストロベリー香料の必須成分であり、その点で、該化合物は、フレーバー産業において広く使用されている。該化合物の器官学的性質の結果として、該化合物は、フレーバリング組成物の多数の中で広く使用されていることが見出され、この場合、該化合物は、上記の果実に特有のフルーティノートおよびカラメルノートを増大させる。
前記化合物の発見以来、該化合物の製造のための実に多数の方法が提案されたが、その中で、出発生成物としてのヘキス−３−イン−２，５−ジオールの使用による合成を引用することは相応しい［スイス特許第４７４５００号明細書を見よ］。この方法は、次のように示すことができる：
反応式

この方法のタイプは、工業的見地から全く申し分ないとはいえ、それでもやはり、特殊な工業用施設および最新の取り扱いを必要とする重要な工程によって定義される。従って、多くの研究チームが前記の問題を研究していたことを認めることは意外なことではない。しかしながら、有力な方法は、現在まで見出されていない。
発明の記載
本発明は、新規の溶液を提供することを意図している。更に詳細には、本発明は、フラネオール（登録商標）の製造のための中間生成物として使用することができる酸素含有の脂肪族化合物に関する。本明細書中での当該化合物は、ヘキス−３−イン−２，５−ジオールのジ−第三ブチルおよびヘキス−３−イン−２，５−ジオールのジイソアミルエステルまたは２，５−ジ−第三ブチルオキシ−ヘキス−３−インおよび２，５−ジイソアミルオキシ−ヘキス−３−イン並びに２，５−ジ−第三ブチルオキシ−ヘキサン−３，４−ジオンおよび２，５−ジイソアミルオキシ−ヘキサン−３，４−ジオンである。これらは、本発明の対象でもある元来の方法によって得られる新規化合物であり、この方法は、
ａ.ヘキス−３−イン−２，５−ジオールを、式:
（ＣＨ_３）_２Ｃ＝Ｃ（Ｈ）_ｎ（ＣＨ_３）_ｍ （Ｉ）
［式中、係数ｎは整数１または２であり、ｍは０または１の値であってよく、かつこの場合ｎ＋ｍ＝２である］で示されるエチレン系化合物と反応させて、式:

［式中、係数ｐは整数２または３であり、ｑは０または１の値であってよく、かつこの場合ｐ＋ｑ＝３である］で示されるアセチレン系エーテルを形成させ、かつ
ｂ.前記アセチレン系エーテルを四酸化ルテニウムの触媒量を用いて、形成されたＲｕＯ_２を再酸化できる薬剤の存在下に酸化させて、式:

［式中、係数ｐおよびｑは上記の意味を有する］で示される相応するヘキサン−３，４−ジオンを得ることによって特徴付けられる。
本発明の方法の場合に出発生成物として使用されたヘキス−３−イン−２，５−ジオールは、市販により入手可能な生成物である。式（Ｉ）のエチレン系試薬としては、イソブタン（ｎ＝２；ｍ＝０）または２−メチル−ブト−２−エン（ｎ＝ｍ＝１）が使用される。該２−メチル−ブト−２−エンは、イソアミレン、２−メチル−ブト−２−エンの主要量とともにその異性体２−メチル−ブト−１−エンを含有する混合物によって代替することができる。
本発明の方法のこの第１工程は、形式的には、ヘキシン−ジオールのエーテル化からなり、有利に、無水媒体中で、８０℃以下の温度、有利に０〜４０℃で行われる。この反応は、連続的にかまたはバッチ法によりオートクレーブ中で行うことができる。
ヘキス−３−イン−２，５−ジオールは低い温度で粘性であるので、溶剤の存在下で作業するのに更に有利であり、このことはまた、反応の発熱をより良好に制御できるようにする。反応の終了のためには、メチル−第三ブチルエーテルまたはジイソプロピルエーテルのようなエーテルは特に有利である。また、トルエンのような芳香族溶剤を使用することもできる。
こうして、有機溶液中で得られた２，５−ジ−第三ブチルオキシ−または２，５−ジイソアミルオキシ−ヘキス−３−インは、分離または引続く精製なしに、この方法の次の工程に直接使用することができる。
また、このエーテル化反応は、無水酸性触媒の作用によって有利である。前記無水酸性触媒は、プロトン酸、例えばｐ−トルエンスルホン酸、ルイス型の酸、例えばＢＦ₃・Ｅｔ₂Ｏまたは更に酸性樹脂、例えばスルホン樹脂であってもよい。前記試薬のうちの詳細な選択は、経済的な問題、試薬の有用性および環境保護を基礎とすることになる。こうして、特に高く、ほとんど定量的な収量が得られた。
この方法の第２工程は、こうして得られたアセチレン系エーテルの酸化によって特徴付けられ、この場合、酸化はＲｕＯ₄または任意のＲｕＯ₄前駆物質を用いて行うことができ、この場合、該ＲｕＯ₄前駆物質は、反応条件下にＲｕＯ₄を生じることができ、この場合、前記のＲｕＯ₄は、触媒量で使用される。こうして作業した場合、この反応は、形成されたＲｕＯ₂を再酸化できる助剤の存在を必要とする。
酸化の前記のタイプは、自体公知である。
次亜塩素酸ナトリウム、過ヨウ素酸塩または更に有機過酸と組み合わせた場合でも、ＲｕＯ₄は、種々の物質の酸化の多数を促進するために使用されていた。ゴパール（Gopal）およびゴードン（Gordon）は、ＮａＯＣｌ／ＲｕＯ₄系がα−ジケトンへのアルケンの変換に特に良好に適していたことを示した［Tetr.Lett.１９７１年、３１、２９４１］。本明細書で、初めて、例えば式（II）によって代表されるもののような物質に使用した酸化の前記のタイプは、相応するジオンの良好な収量が得られ、かつ本発明の化合物（III）の製造に特に有利である。
常法によれば、ＲｕＯ₄の必要とされた初期の形成は、ＲｕＣｌ₃と酸化剤、例えばＮａＯＣｌの溶液とを反応させることによって得ることができる。出発ジのＲｕＣｌ₃の割合は、出発時のアセチレン系エーテルに対して、約０．１〜０．２モル％からなる値の広い範囲で変動することができる。この反応は、次亜塩素酸塩の必要量を用いて、ＲｕＣｌ₃の完全な変換まで続行される。前記の量は、アセチレン系エーテルに対してほぼ４当量である。
この酸化は、試薬を不活性有機溶剤中へ溶解することによって生じる。この種の溶剤は、塩素化された溶剤、即ち、ＣＨ₂Ｃｌ₂またはＣＣｌ₄もしくはジイソプロピルエーテルまたはメチル第三エーテルのようなエーテルあるいは更にトルエンのような芳香族溶剤の中から選択される。
また、反応媒体の酸性度は、最終生成物の良好な収量を得る役割を担っている。本発明者らは、５〜９からなるｐＨ値で作業する場合に最良の収量が得られることを観察した。
上記のように、本発明の新規化合物は、フラネオール（登録商標）の製造のための中間生成物として有用である。実際、エーテルジオン（III）は、酸化環化剤の作用下に４−ヒドロキシ−２，５−ジメチル−３（２Ｈ）−フラノンに環化することができる。本発明者らは、本発明の方法を使用することによって、該４−ヒドロキシ−２，５−ジメチル−３（２Ｈ）−フラノンが優れた収量で得ることができたこと、副生成物の形成が、最終生成物に対する該副生成物の器官学的効果の見地および該副生成物の除去の見地の双方から望ましくない副生成物の形成を回避することができたこと、かつ特殊かつ複雑な装置の使用に頼らなければならないことを最終的に回避することができたことを確証することができた。従って、この方法は、従来知られていた方法に関する申し分のない改善を提供する。また、本発明による式（III）のケトン系エーテルは、式（II）のアセチレン系エーテルのオゾン分解によって得ることもでき、この場合、次に、自体公知の方法と同様の方法を続ける。
発明の実施例
本発明は、以下の実施例により詳細に説明され、この場合、温度は、摂氏で表示されている。
例１
２，５−ジ−第三ブチルオキシ−ヘキス−３−イン
ヘキス−３−イン−２，５−ジオール２９０ｇ（２．５４モル）、メチル−第三ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）１５０ｇおよびスルホン酸樹脂［Amberlite(登録商標)、Ａ１５］７５ｇの混合物を撹拌し続け、かつセパレータを用いて存在する全ての水を除去するために７０℃に加熱した。
次に、この混合物を室温に冷却し、かつセパレータをコンデンサと取り替えた後に、イソブチレン１００ｇ（１．７８モル）を導入した。０℃／−３℃への急速冷却後に、温度を３０℃に上昇する。イソブチレン１００ｇの別の画分を、該混合物に添加し、こうしてこの作業を、イソブチレンの全体量が８モル［４５０ｇ；添加時間：５時間］に達するまで繰り返した。得られた溶液を濾過し、かつ存在する樹脂を次の使用のために回収した。こうして、この溶液を次の酸化工程のために用意した。
上記のように作業するが、イソブチレンをイソアミレンの混合物（２−メチル−ブト−２−エン８５％−２−メチル−ブト−１−エン１５％）と交換した場合、２，５−ジイソアミルオキシ−ヘキス−３−インが得られた。
ＳＭ：ｚ／ｅ：９７、４３、７１、７９。
例２
２，５−ジ−第三ブチルオキシ−ヘキサン−３，４−ジオン
２，５−ジ−第三ブチルオキシ−ヘキス−３−イン６０ｇ、メチル−第三ブチルエーテル（ＭＴＢＥ）６０ｇおよび水２００ｇからなる混合物を、強力に撹拌しながら、ＲｕＣｌ₃０．１ｇの存在下に４０℃で保持した。約２．３であったｐＨを、ＮａＯＨの３０％の水溶液およびＨ₃ＰＯ₄の１５％の水溶液を用いて７にした。
次に、ＮａＯＣｌの１３．４％の水溶液６００ｇ（４当量）をこの反応混合物に添加し、他方、ｐＨを燐酸の１５％の水溶液の自動的導入によって約７で維持した。この反応発生に、ガスクロマトグラフィー分析を続けた。
完全な変換が達成されると直ちに、該混合物を２５℃に冷却し、傾瀉し、次に有機層を水１００ｇで洗浄し、かつＲｕＯ₄を傾瀉によって分離した。存在するＭＥＢＥの蒸発後に、２，５−ジ−第三ブチルオキシ−ヘキサン−３，４−ジオンを、９９％を上廻る純度および収率７８％で回収した。
同様の結果は、ＮａＯＣｌを過酢酸と交換した場合にも得られた。この過酢酸は、有利に、酢酸イソプロピルを用いる水性過酢酸の抽出によって得られた。次に、この反応を、Ｎ−メチルピロリドンの存在下に実施した。
次に、こうして得られた化合物を、酸性環化剤を用いる環化による４−ヒドロキシ−２，５−ジメチル−３（２Ｈ）−フラノンの製造のために使用した。
例３
２，５−ジ−第三ブチルオキシ−ヘキサン−３，４−ジオン
例１中に記載されたのと同様にして得られた２，５−ジ−第三ブチルオキシ−ヘキス−３−イン１１３ｇおよびメタノール２８０ｇ中のデカリン１０ｇを、サーモスタットを用いて−３０℃で保持された浴中に入れ、次に、毎時１００ｌでオゾン流を導入した。出発生成物が完全に消滅した（６時間）後に、１５分間、微細な空気流を通過させることによって脱ガスし、かつ硫化ジメチル４６ｇを１．５時間で添加した。
得られた溶液を、一晩放置し、次に濃縮した。
こうして望ましいジオン１２６ｇが得られた。

Claims (7)

1. 式:
   

   

   ［式中、係数ｐは整数２または３であり、ｑは０または１の値であってよく、かつこの場合ｐ＋ｑ＝３である］で示されるアセチレン系エーテル。
2. 式:
   

   

   ［式中、係数ｐは整数２または３であり、ｑは０または１の値であってよく、かつこの場合ｐ＋ｑ＝３である］で示されるケトン系エーテル。
3. 請求項１または２に記載のエーテルを製造する方法において、
   ａ.ヘキス−３−イン−２，５−ジオールを、式:
   （ＣＨ_３）_２Ｃ＝Ｃ（Ｈ）_ｎ（ＣＨ_３）_ｍ （Ｉ）
   ［式中、係数ｎは整数１または２であり、ｍは０または１の値であってよく、かつこの場合ｎ＋ｍ＝２である］で示されるエチレン系化合物と反応させて、式:
   

   

   で示されるアセチレン系エーテルを得、
   かつ
   ｂ.前記アセチレン系エーテルを四酸化ルテニウムの触媒量を用いて、形成されたＲｕＯ_２を再酸化できる薬剤の存在下に酸化させて、式:
   

   

   ［式中、係数ｐは整数２または３であり、ｑは０または１の値であってよく、但しｐ＋ｑ＝３である］で示されるケトン系エーテルを得ることを特徴とする、請求項１または２に記載のエーテルの製造法。
4. 酸化を有機過酸／ＲｕＯ_４またはＮａＯＣｌ／ＲｕＯ_４によって表される系を用いて行う、請求項３に記載の方法。
5. ＲｕＯ_４の必要とされた触媒量がその場でＮａＯＣｌとＲｕＣｌ_３との反応によって得られ、後者を出発アセチレン系エーテルに対して０.１〜０.２モル％の割合で使用する、請求項４に記載の方法。
6. 酸化を塩素処理された溶剤中でまたはエーテル中で行う、請求項３から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 請求項２に記載のケトン系エーテルを環化させることによって特徴付けられる４−ヒドロキシ−２，５−ジメチル−３（２Ｈ）−フラノンの製造のための出発生成物としての前記エーテルの使用。