JP4156655B2 - (±)−3a、6、6、9a−テトラメチルデカヒドロナフト[2、1−b]フラン−2(1H)−オン類の製造方法 - Google Patents
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このため、代替素材となりうる石化原料由来の(±)−スクラレオライド及び(±)−アンブロキサンの安価な製造方法開発が望まれている。
また、ホモファルネシル酸を環化して前記一般式(III)で表される化合物を得る工程に関しては他にも多数の報告があり、反応に用いる酸性剤の種類や反応温度などの条件によって(±)−スクラレオライドのジアステレオ選択性が大きく変化することが知られている。しかし、より好ましいジアステレオマーである(±)−スクラレオライドを主生成物として得るためには、非常に強い酸性剤や極低温下での反応が有利であり、工業的規模での製造に十分適しているとはいえなかった。
で表されるホモファルネシル酸アミド又は一般式(II):
で表されるモノシクロホモファルネシル酸アミドを、硫酸、メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、クロロスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、四塩化スズ、四塩化チタン及び三フッ化ホウ素エーテル錯体から選ばれる1種以上の酸性剤の存在下で環化し、さらに加水分解することによる一般式(III):
本発明に用いられるホモファルネシル酸アミドは、一般式(I)で表される化合物である。
モノシクロホモファルネシル酸アミドは、ジヒドロヨノンと例えばビニルマグネシウムブロマイドとを反応させるか、あるいはジヒドロヨノンにアセチレンを付加した後にリンドラー触媒等を用いた選択水添によって(±)−モノシクロネロリドールとし、さらに上記ホモファルネシル酸アミドと同様にN,N−ジアルキルホルムアミドジアセタールとの反応を行うことで調製できる。
本発明の一般式(III)で表される化合物の製造方法では、まず酸性剤と溶媒の混合液に一般式(I)で表されるホモファルネシル酸アミド及び/又は一般式(II)で表されるモノシクロホモファルネシル酸アミドを滴下して環化反応を行い、下記反応式(D)に示される環状エナミン誘導体を得る。
環化反応に用いる酸性剤としては、硫酸あるいはメタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、クロロスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等の硫酸と同等以上の酸強度を有するブレンステッド酸、及び金属塩化物や三フッ化ホウ素エーテル錯体等のルイス酸を挙げることができる。(±)−スクラレオライドのジアステレオ選択性の観点から、いずれの酸性剤を用いてもよいので、安価で工業的に取り扱い容易な硫酸、メタンスルホン酸、クロロスルホン酸、四塩化スズ、四塩化チタンが好ましい。
酸性剤は、原料のホモファルネシル酸アミド及び/又はモノシクロホモファルネシル酸アミドに対して0.1〜10モル倍用いるが、原料を完全に転化させるために2モル倍以上用いるのがより好ましく、製造コストと後処理の負荷の観点から7モル倍以下用いるのがより好ましい。
原料のホモファルネシル酸アミド及び/又はモノシクロホモファルネシル酸アミドは、これらの溶媒に溶解させるか無溶媒条件で、攪拌しながら滴下すればよく、生産性の観点から、無溶媒で滴下することが好ましい。滴下速度は滴下によって反応液温度が急激に上昇しない範囲であれば任意に選択できる。
環化反応は−70〜100℃の範囲内で実施できるが、工業化する際の設備負荷の観点から−20℃以上が好ましい。また、重合などの副反応を抑制する観点から50℃以下が好ましく、(±)−スクラレオライドを高選択的に得る観点から10℃以下がより好ましい。
このように、本発明によれば、一般にジアステレオ選択性を高めるために要する強い酸性剤及び極低温な反応温度が不要であることから、より温和で工業化に適した条件下で、下記一般式(VI)であらわされる化合物((±)−スクラレオライド)が、十分に高いジアステレオ選択性で得ることができる。
ここで、滴下終了後に一度酸性剤を塩基性剤で中和して塩を除去した後に、改めて原料のホモファルネシル酸アミド及び/又はモノシクロホモファルネシル酸アミドに対して0.01〜5モル倍の他の酸性剤を加えて加水分解してもよい。他の酸性剤としては酢酸等の弱酸性カルボン酸や希塩酸、希硫酸等が挙げられる。
加水分解終了後に酸性剤を中和して、有機溶媒による抽出及び溶媒除去の操作を行い、一般式(III)で表される化合物を得ることができる。
一般式(V)で表される化合物は、上記で得られた一般式(III)で表される化合物を、特許文献1や非特許文献1などの既知法で還元、環化することにより得ることができる。具体的には、以下の反応式(E)に示すように、一般式(III)で表される化合物を水素化リチウムアルミニウム等の還元剤の共存下で還元して一般式(IV)で表される(±)−ジオール体とし、これをオキシ塩化リン等の脱水剤の共存下で環化して一般式(V)で表される化合物を得るものである。
実施例で得られた化合物の収率は、ガスクロマトグラフィー内標定量分析法によって求めた。ただし、(±)−スクラレオライド及び(±)−アンブロキサンのジアステレオマーの定量分析には、それぞれ(±)−スクラレオライド及び(±)−アンブロキサンの検量線を用いた。
キシレン200gに(±)−ネロリドール222g(1.0mol、幾何異性体比率:E/Z=60/40)とN,N−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール135g(1.1mol)を加え、副生するメタノールを留出させながら24時間還流下で撹拌した。溶媒留去後に減圧下で蒸留し、ホモファルネシル酸ジメチルアミドの4幾何異性体混合物211g(純度97%、収率74%)を得た。液体クロマトグラフィー分析より求めた幾何異性体比率は(3E、7E)−体32%、(3Z、7E)−体27%、(3E、7Z)−体22%、(3Z、7Z)−体19%であった。
無水テトラヒドロフラン300mlにジヒドロ−β−ヨノン194g(1.0mol)を溶解させ10℃に冷却したところに、臭化ビニルマグネシウム104g(1.2mol)の無水THF溶液を5時間かけて滴下し、さらに10℃で1時間撹拌した。次いで、0℃に冷却しながら10%−塩化アンモニウム水溶液400mlを滴下し、水層と有機層を分離後に水層をジエチルエーテルで2回抽出した。合わせた有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と飽和食塩水で洗浄し、乾燥、溶媒留去後にさらに減圧下で蒸留して(±)−β−モノシクロネロリドール199g(純度94%、収率84%)を得た。
キシレン100gに合成例2で合成した(±)−β−モノシクロネロリドール47g(純度94%、0.20mol)とN,N−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール52g(0.44mol)を加え、合成例1と同様の操作を行い、β−モノシクロホモファルネシル酸ジメチルアミドの2幾何異性体混合物51g(純度90%、収率82%)を得た。液体クロマトグラフィー分析より求めた幾何異性体比率は(E)−体58%、(Z)−体42%であった。
濃硫酸2.2g(21mmol)とジクロロメタン20gとの混合液を0℃に冷却し、合成例1で合成したホモファルネシル酸ジメチルアミド2.0g(純度97%、7.0mmol)の10%ジクロロメタン溶液を2時間かけて滴下した。水10gを加えた後に25℃で2時間撹拌した。水酸化ナトリウム水溶液で水層を中和後、有機層を分離し、さらに水層をジクロロメタン10gで2度抽出した。合わせた有機層を飽和食塩水で洗浄後、乾燥、溶媒留去して橙色固体1.8gを得た。分析の結果、この固体には一般式(III)で表される化合物が計1.2g(収率68%)含まれており、(±)−スクラレオライドのジアステレオ選択性は41%であった。
実施例1で用いた酸性剤、溶媒及び温度条件を表1のように変えた以外は、実施例1と同様に反応を行った。収率及び選択率の結果を表1にまとめる。収率は一般式(III)で表される化合物の値を、選択率は(±)−スクラレオライドの値を示す。
濃硫酸2.3g(23mmol)とトルエン20gとの混合液を0℃に冷却し、合成例3で合成したβ−モノシクロホモファルネシル酸ジメチルアミド2.4g(純度90%、7.7mmol)の10%トルエン溶液を30分かけて滴下した。水酸化ナトリウム水溶液で中和し、一度水層を除去した後に、再度水10gと酢酸1.0g(17mmol)を加えて5時間還流下で撹拌した。室温まで冷却した後に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で中和し、分離した水層をトルエン10gで2度抽出した。合わせた有機層を飽和食塩水で洗浄後、乾燥、溶媒留去して暗赤色固体2.4gを得た。分析の結果、この固体には一般式(III)で表される化合物が計0.79g(収率41%)含まれており、(±)−スクラレオライドのジアステレオ選択性は50%であった。
反応温度を0℃から20℃に変えた以外は、実施例1と同様の反応を行った。分析の結果、一般式(III)で表される化合物の収率は63%で、(±)−スクラレオライドのジアステレオ選択性は30%であった。
反応温度を0℃から40℃に変えた以外は、実施例1と同様の反応を行った。分析の結果、一般式(III)で表される化合物の収率は63%で、(±)−スクラレオライドのジアステレオ選択性は25%であった。
濃硫酸90g(0.86mol)とジクロロメタン100gとの混合液を0℃に冷却し、合成例1で合成したホモファルネシル酸ジメチルアミド86g(純度97%、0.3mol)を3時間かけて滴下した。水酸化ナトリウム水溶液で中和し、一度水層を除去した後に、有機層にテトラヒドロフラン100gと20%硫酸50g(0.10mol)とを加えて10時間還流下で撹拌した。再度水酸化ナトリウム水溶液で中和し、分離した水層をジクロロメタン30gで2度抽出した。合わせた有機層を飽和食塩水で洗浄後、乾燥、溶媒留去して暗赤色固体79gを得た。分析の結果、この固体には一般式(III)で表される化合物が計56g(収率75%)含まれており、(±)−スクラレオライドのジアステレオ選択性は40%であった。
無水ジエチルエーテル10gに水素化リチウムアルミニウム0.28g(7.4mmol)を懸濁させ0℃に冷却したところに、実施例1で合成した一般式(III)で表される化合物0.91g(3.7mmol)を含む固体2.0gを無水ジエチルエーテル10gに溶かした溶液を15分かけて滴下した。滴下終了後にさらに1時間還流下で撹拌した。室温まで冷却した後に10%−水酸化ナトリウム水溶液15gを滴下し、分離した水層をジエチルエーテル10gで2度抽出した。合わせた有機層を飽和塩化アンモニウム水溶液で洗浄後、乾燥、溶媒留去して薄黄色半固体2.1gを得た。分析の結果、この半固体には一般式(IV)であらわされる化合物が計0.89g(収率96%)含まれていた。
無水ピリジン20gに実施例9で合成した一般式(IV)で表される化合物0.70g(2.8mmol)を含む半固体1.7gを溶解させ0℃に冷却したところに、オキシ塩化リン0.52g(3.4mmol)を5分かけて滴下し、さらに2時間撹拌した。続いて0℃で10%−水酸化ナトリウム水溶液10gを滴下し、分離した水層をジエチルエーテル10gで2度抽出した。合わせた有機層を飽和塩化アンモニウム水溶液で洗浄後、乾燥、溶媒留去して黄色油状物1.5gを得た。分析の結果、この油状物には一般式(V)で表される化合物が計0.44g(収率68%)含まれており、(±)−アンブロキサンのジアステレオ純度は44%であった。
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