JP4516831B2

JP4516831B2 - シス−ジャスモンの製造方法

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Publication number: JP4516831B2
Application number: JP2004342026A
Authority: JP
Inventors: 陽田辺; 智則御前; 良平永瀬; 薫司松本
Original assignee: Takasago International Corp
Current assignee: Takasago International Corp
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2024-11-26
Also published as: JP2006151841A

Description

本発明はシス−ジャスモンの製造方法に関し、更に詳しくは、短い工程及び高い収率で目的とするシス−ジャスモンを製造することができる方法に関するものである。

近年になって、人々の自然志向が高まり、自然環境を特徴的にイメージさせるような、嗜好性のよい香料に関して、安全性の面からも天然化合物由来、或いは、天然化合物と同一若しくは類似した新しい香料材料の開発が強く望まれている。

このような香料材料の一種であり、式（４）：

で表されるシス−ジャスモンは、ジャスミン油の主香気成分であり、ネロリ、ジョンキル、ペパーミント、スペアミント、ベルガモットなどの精油に広く存在し、フルーティ−な強いジャスミン香気を持つことが知られている。

このようなことから、これまでにシス−ジャスモンの製造法の検討が数多く報告され、その中でも（８Ｚ）−ウンデカ−２，５−ジケトンの環化反応によるシス−ジャスモンの製造法は、有望なルートとされてきた。この製造法は、例えば２−メチルフランとアクロレインの付加により合成されるフラン誘導体の側鎖アルデヒド基と、プロピルウイッティヒ（Ｗｉｔｔｉｇ）試薬との反応により、フラン誘導体の側鎖にシス二重結合を構築し、得られた２−（シス−３−へキセニル）−２−メチルフランを加水分解することで、（８Ｚ）−ウンデカ−２，５−ジケトンが得られるという反応に基づくものである（非特許文献１）。

しかしながら、この製造法は、毒性の高いアクロレインの使用に加え、廃棄物の多いＷｉｔｔｉｇ反応を経由するという短所を持ち、従ってシス−ジャスモンの工業的な製造には採用し難いものであるといわざるを得なかった。

又、２−メチルフランから誘導したリチオフランとシス−３−へキセニルブロミドを反応させ、２−（シス−３−へキセニル）−２−メチルフランを得た後、加水分解することで、（８Ｚ）−ウンデカ−２，５−ジケトンが得られるという報告もある（非特許文献２）。

しかしながら、この製造法におけるリチオフランの調製には、極低温下で、しかも危険なブチルリチウム試薬によりフランのアニオンを生成させる必要があり、やはり満足できるものということはできない。

J. Chem. Soc. (C), 1024(1969) J. Org. Chem., 31, 977(1966)

従って、これらの諸問題を解決するために、短い工程及び高い収率で目的とするシス−ジャスモンを製造することができる方法を開発する必要があるのである。

上記従来技術の問題を解決するために、本発明は、一般式（１）：

（式中、Ｘはハロゲン原子を示す。）
で表される（４Ｚ）−ヘプテノイルハライドと、一般式（２）：

（式中、Ｒは炭素数１〜７のアルキル基を示す。）
で表されるレブリン酸エステルとを、チタンテトラハライド類、トリアルキルアミン及び一般式

（式中、Ｒ _１及びＲ _２は、炭素数１〜５のアルキル基を示す。）
で表されるＮ−アルキルイミダゾール類の存在下、クライゼン縮合反応に付すことにより、一般式（３）：

（式中、Ｒは前記と同義である。）
で表される（８Ｚ）−４−アルコキシカルボニルウンデセン−２，５−ジケトンとし、次いでこのジケトンを塩基性条件下で処理することを特徴とする、式（４）：

で表されるシス−ジャスモンの製造方法を提供する。

即ち、本発明者らは、上記従来技術の問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、（４Ｚ）−ヘプテノイルクロリドとレブリン酸エステルを、チタン触媒、トリアルキルアミン及びＮ−アルキルイミダゾール類の存在下でクライゼン縮合反応を行うことにより、新規化合物であり、且つ、シス−ジャスモンの製造に有用な（８Ｚ）−４−アルコキシカルボニルウンデセン−２，５−ジケトンを合成し、続く塩基性条件下での環化及び脱炭酸を行うことにより、実用的な条件下、短工程及び高収率で目的のシス−ジャスモンを製造できることを見出し、更に研究を重ねて本発明を完成した。

このように、本発明の製造方法においては、従来技術におけるアクロレインのような毒性の問題がある原料を使用せず、廃棄物の多いＷｉｔｔｉｇ反応を経由しない。更に、極低温下での反応も不要であるし、危険なブチルリチウム試薬や通常のクライゼン縮合反応で使用される強塩基を使用する必要もない。

又、本発明の製造方法は、短い工程からなり、後述する実施例に明らかなように、高い収率でシス−ジャスモンを製造することができる。従って、本発明は、シス−ジャスモンの工業的な製造に極めて有用である。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明ではまず、上記一般式（１）で表される（４Ｚ）−ヘプテノイルハライドと、上記一般式（２）で表されるレブリン酸エステルとを、クライゼン縮合反応に付すことにより、上記一般式（３）で表される（８Ｚ）−４−アルコキシカルボニルウンデセン−２，５−ジケトンを製造する。

上記一般式（１）で表される（４Ｚ）−ヘプテノイルハライドにおける置換基Ｘは、ハロゲン原子を表している。尚、この（４Ｚ）−ヘプテノイルハライドは、公知化合物であり、例えばBulletin of Chemical Society of Japan, 53(2), 505 (1981)に記載の方法により容易に合成することができる（４Ｚ）−ヘプテン酸から、周知の方法で容易に製造することができる。

又、上記一般式（２）で表されるレブリン酸エステルにおける置換基Ｒは、低級アルキル基、好ましくは炭素数１〜７のアルキル基、更に好ましくは炭素数１〜５のアルキル基を表している。尚、このレブリン酸エステルも公知化合物であり、容易に入手することができる。

上記一般式（１）で表される（４Ｚ）−ヘプテノイルハライドと上記一般式（２）で表されるレブリン酸エステルとのクライゼン縮合反応は、これら両化合物のモル比を０．５／１〜１／０．５という範囲にして行うことが好まく、特に１／１とすることが好ましい。又、このクライゼン縮合反応は、チタン触媒の存在下に行うものであり、このチタン触媒としては、チタンテトラハライド類が好ましく、入手性や経済性及び汎用性の面からＴｉＣｌ_４で表される塩化チタン（ＩＶ）を特に好ましいものとして挙げることができ、又、使用量については、（４Ｚ）−ヘプテノイルハライドに対し１〜１０倍モル、好ましくは２〜５倍モルという範囲を挙げることができる。

上記クライゼン縮合は、アミンの存在下に行われるものであり、このアミンとしては同一又は相異なるアルキル基を３つ有するトリアルキルアミンを、更に好ましいものとしては、ジイソプロピルエチルアミン、トリエチルアミンやトリブチルアミンを挙げることができ、使用量については、チタン触媒に対し０．５〜２倍モルの範囲とすることが好ましい。

上記（４Ｚ）−ヘプテノイルハライドと上記レブリン酸エステルのような化合物間でのクライゼン縮合反応は、両者間で縮合反応が進行して上記（８Ｚ）−４−アルコキシカルボニルウンデセン−２，５−ジケトン(交差縮合化合物)が得られる他、レブリン酸エステル同士で縮合反応が進行してケトエステル体(自己縮合化合物)が副生する可能性もあるが、この副生物の生成を抑制するために本発明では、上記クライゼン縮合反応を、一般式

で表されるＮ−アルキルイミダゾール類の存在下に行う。尚、この式中の置換基Ｒ_１及びＲ_２は、低級アルキル基、好ましくは炭素数１〜５のアルキル基を表していて、その使用量としては、上記（４Ｚ）−ヘプテノイルハライドとレブリン酸エステルに対しておおむね当量或いはそれ以上である。

上記クライゼン縮合反応は、溶媒として、トルエンのような炭化水素系溶媒、ジクロロメタンやクロロベンゼンのようなハロゲン化炭化水素系溶媒中で行われるが、上記（４Ｚ）−ヘプテノイルハライドとレブリン酸エステル等の当該溶媒中の濃度については、特に制限はない。この反応は、必要に応じて反応温度を調節すると、迅速に進行し、目的とする上記一般式（３）で表される（８Ｚ）−４−アルコキシカルボニルウンデセン−２，５−ジケトンを得ることができる。

得られた（８Ｚ）−４−アルコキシカルボニルウンデセン−２，５−ジケトンの構造は、核磁気共鳴吸収スペクトル、赤外線吸収スペクトルや高分解能マススペクトルで確認をすることができ、後述するように、本発明によるシス−ジャスモンの製造における重要な中間体であると共に、新規化合物である。

本発明では次いで、得られた（８Ｚ）−４−アルコキシカルボニルウンデセン−２，５−ジケトンを塩基性条件下で処理することにより、加水分解−脱炭酸とアルドール縮合が進行し、目的とする、上記式（４）で表されるシス−ジャスモンが得られる。

この塩基性条件下での処理は、具体的には、（８Ｚ）−４−アルコキシカルボニルウンデセン−２，５−ジケトンを、例えばエタノール等の溶媒に溶解し、この溶液に塩基、例えば水酸化ナトリウムや水酸化カリウムの水溶液を加えることにより行われるが、塩基性条件下での処理であればよく、この方法に限定されない、又、塩基の使用量にも特に制限はない。

得られたシス−ジャスモンの構造は、核磁気共鳴吸収スペクトル、赤外線吸収スペクトルや高分解能マススペクトルで確認をすることができた。

以下の実施例は、次の式に示す工程よりなるものである。

実施例におけるすべての反応は、乾燥炉中で乾燥したガラス器中、アルゴン雰囲気下で行われた。機器分析に使用した装置は以下の通りである。
ＮＭＲスペクトル：JEOL DELTA 300
ＩＲスペクトル：JASCO FT/IR-5300
質量分析（ＭＡＳＳ）スペクトル：JEOL JMS-T100LC

（Ｚ）−３−オキソ−２−(２−オキソプロピル)６−ノネン酸エチル３｛一般式(３)で表される（８Ｚ）−４−アルコキシカルボニルウンデセン−２，５−ジケトンにおいて、Ｒ＝エチル基の化合物｝の製造（工程ａ）
１４４ｍｇ（１．００ｍｍｏｌ）の４−オキソ−ペンタン酸エチル２｛一般式(２)で表されるレブリン酸エステルにおいて、Ｒ＝エチル基の化合物｝と、１３２ｍｇ（１．２０ｍｍｏｌ）の２−エチル−１−メチルイミダゾール（上記式で表されるメチルイミダゾールにおいて、Ｒ_１＝エチル基、Ｒ_２＝メチル基の化合物）を２．０ｍｌのジクロルメタンに溶解し、この溶液に、アルゴン雰囲気下、−４５℃で攪拌しながら１４７ｍｇ（１．００ｍｍｏｌ）の（Ｚ）−４−ヘプテン酸クロライド１｛一般式(１)で表される（４Ｚ）−ヘプテノイルハライドにおいて、Ｘ＝塩素原子の化合物｝を添加し、更に同じ温度で１０分間攪拌した。ここに３８５μｌ（３．５ｍｍｏｌ）の塩化チタン（ＩＶ）ＴｉＣｌ_４と、５１７ｍｇ（４．００ｍｍｏｌ）のジイソプロピルエチルアミンを添加し、更に同じ温度で３０分間攪拌した。５ｍｌの水を加えて反応を停止し、エーテルで２度抽出した。有機層を併せ、水、飽和食塩水の順で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した後、濃縮した。得られた粗油状物をシリカゲルのカラムクロマトグラフィー(ヘキサン；酢酸エチル＝１５
：１)で精製することにより、１５６ｍｇ(収率；６１％）の表題化合物を得た。

機器分析の結果は以下の通りであった。
性状：微黄色油状物
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ：0.96 (t, 3H, J = 7.6 Hz), 1.27 (t, 3H, J = 7.2 Hz), 2.00-2.11 (m, 2H), 2.19 (s, 3H), 2.28-2.37 (m, 2H), 2.69 (dt, 1H, J = 7.2 Hz,
Jgem = 17.9 Hz), 2.78 (dt, 1H, J = 7.6 Hz, Jgem = 17.9 Hz), 2.95 (dd, 1H, J = 5.5 Hz, Jgem = 18.2 Hz), 3.15 (dd, 1H, J = 8.3 Hz, Jgem= 18.2 Hz), 4.00 (dd, 1H,
J = 5.5, 8.3 Hz), 4.18 (q, 2H, J = 7.2 Hz), 5.21-5.46 (m, 2H)
¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ：14.01, 14.22, 20.46, 21.22, 29.69, 41.57, 42.85, 5
3.12, 61.68, 126.87, 132.95, 168.78, 203.93, 205.69
IR (neat)： 2965, 1742, 1719, 1366, 1262, 1159 cm^-1
HRMS (ESI) calcd for C₁₄H₂₂O₄(M+Na⁺) 277.1416, found 277.1417

シス−ジャスモン４の製造（工程ｂ）
６４ｍｇ（０．２５ｍｍｏｌ）の（Ｚ）−３−オキソ−２−(２−オキソプロピル)６−ノネン酸エチル３｛一般式(３)で表される（８Ｚ）−４−アルコキシカルボニルウンデセン−２，５−ジケトンにおいて、Ｒ＝エチル基の化合物｝を２．０ｍｌのエタノールに溶解し、この溶液に、室温で攪拌しながら０．４７ｍｌ（５．３Ｍ）の水酸化カリウム水溶液を添加し、９５℃で３０分間攪拌した。５ｍｌ（１Ｍ）の塩化水素水溶液を反応混合物に添加し、酢酸エチルで抽出した。有機層を、水、飽和食塩水の順で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した後、濃縮した。得られた粗油状物をシリカゲルのカラムクロマトグラフィー(ヘキサン；酢酸エチル＝１０：１)で精製することにより、３１ｍｇ(収率；７６％）の
表題化合物を得た。

機器分析の結果は以下の通りであった。
性状：無色油状物
¹H NMR (300 MHz, CDCl₃) δ：0.99 (t, 3H, J = 7.6 Hz), 2.06 (s, 3H), 2.10-2.21 (m, 2H), 2.33-2.41 (m, 2H), 2.46-2.53 (m, 2H), 2.94 (d, 2H, J = 7.2 Hz), 5.24 (dtt, 1H, J = 1.4, 7.2, 11.4 Hz), 5.38 (dtt, 1H, J = 1.4, 6.9, 11.4 Hz)
¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃) δ：14.13, 17.25, 20.53, 21.13, 31.63, 34.23, 125.01, 132.30, 139.37, 170.43, 209.13
IR (neat) 2965, 2913, 1701, 1645, 1385 cm^-1

Claims

一般式（１）：

（式中、Ｘはハロゲン原子を示す。）
で表される（４Ｚ）−ヘプテノイルハライドと、一般式（２）：

（式中、Ｒは炭素数１〜７のアルキル基を示す。）
で表されるレブリン酸エステルとを、チタンテトラハライド類、トリアルキルアミン及び一般式

（式中、Ｒ _１及びＲ _２は、炭素数１〜５のアルキル基を示す。）
で表されるＮ−アルキルイミダゾール類の存在下、クライゼン縮合反応に付すことにより、一般式（３）：

（式中、Ｒは前記と同義である。）
で表される（８Ｚ）−４−アルコキシカルボニルウンデセン−２，５−ジケトンとし、次いでこのジケトンを塩基性条件下で処理することを特徴とする、式（４）：

で表されるシス−ジャスモンの製造方法。