JP4572616B2

JP4572616B2 - カルボン酸−４−テトラヒドロピラニルエステル化合物の製法

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Publication number: JP4572616B2
Application number: JP2004221523A
Authority: JP
Inventors: 繁栄西野; 健二弘津; 秀好島; 圭司岩本; 崇司原田
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2024-07-29
Also published as: JP2006036718A

Description

本発明は、カルボン酸-4-テトラヒドロピラニルエステル化合物の製法に関する。カルボン酸-4-テトラヒドロピラニルエステル化合物は、医薬・農薬等の原料や合成中間体として有用な化合物である。

従来、カルボン酸-4-テトラヒドロピラニルエステル化合物を製造する方法としては、例えば、トリエチルアミンの存在下、2-メチルテトラヒドロピラン-4-オールとブチリルクロライドをジクロロメタン中で反応させて、収率64％で酪酸-4-(2-メチル)テトラヒドロピラニルを製造する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。N,N-ジメチルアニリンの存在下、シアノ酢酸と五塩化リンとの反応物に、テトラヒドロピラニル-4-オールをジエチルエーテル中で反応させて、シアノ酢酸4-テトラヒドロピラニルを製造する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、いずれの方法においても、2-メチルテトラヒドロピラン-4-オール又はテトラヒドロピラニル-4-オールを別途合成しなければならないため、反応が複数工程になる上に、反応系が複雑であるでという問題があった。
特表2000-500344号公報国際特許WO98/46573号公報

本発明の課題は、即ち、上記問題点を解決し、温和な条件下、簡便な方法によって、カルボン酸-4-テトラヒドロピラニルエステル化合物を高収率で製造出来る、工業的に好適なカルボン酸-4-テトラヒドロピラニルエステル化合物の製法を提供することである。

本発明の課題は、一般式（４）

（式中、Ｒは、水素原子又は炭化水素基を示し、ｎは、１〜３の整数を示す。）
で示されるカルボン酸−４−テトラヒドロピラニルエステル化合物によって解決される。

本発明により、温和な条件下、簡便な方法によって、カルボン酸-4-テトラヒドロピラニルエステル化合物を高収率で製造出来る、工業的に好適なカルボン酸-4-テトラヒドロピラニルエステル化合物の製法を提供することが出来る。

本発明の反応において使用するアルデヒド化合物は、前記の一般式（１）で示される。その一般式（１）において、Ｒは、水素原子又は炭化水素基であり、炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基；シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基；フェニル基、トリル基、ナフチル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらの基は、各種異性体も含む。又、これらのアルデヒド化合物は、多量体やアセタール体であっても良い。

前記アルデヒド化合物の使用量は、アルデヒド換算で、3-ブテン-1-オール1モルに対して、好ましくは1.0〜5.0モル、更に好ましくは1.1〜2.0モルである。

本発明の反応において使用するカルボン酸化合物は、前記の一般式（２ａ）又は（２ｂ）で示される。その一般式（２ａ）又は（２ｂ）において、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、Ｘ^５、Ｘ^６、Ｘ^７及びＸ^８は、反応に関与しない基であるが、具体的には、例えば、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アリール基、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アルコキシル基、アルキルチオ基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、アルキルスルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、ニトロ基、シアノ基、カルボニル基又はアミノ基を示す。なお、Ｘ^１、Ｘ^２、Ｘ^３、Ｘ^４、Ｘ^５、Ｘ^６、Ｘ^７及びＸ^８は、互いに結合して環を形成していても良い。

前記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。なお、これらの基は、各種異性体を含む。

前記シクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。

前記アラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基等が挙げられる。なお、これらの基は、各種異性体を含む。

前記アリール基としては、例えば、フェニル基、p-トリル基、ナフチル基、アントラニル基等が挙げられる。なお、これらの基は、各種異性体を含む。

前記ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。

前記アルコキシル基としては、例えば、メトキシル基、エトキシル基、プロポキシル基等が挙げられる。なお、これらの基は、各種異性体を含む。

前記アルキルチオ基としては、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基等が挙げられる。なお、これらの基は、各種異性体を含む。

前記アルキルスルホニル基としては、例えば、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基、プロピルスルホニル基、トリフルオロメタンスルホニル基等が挙げられる。なお、これらの基は、各種異性体を含む。

前記のアリールスルホニル基としては、例えば、ベンゼンスルホニル基、p-ブロモベンゼンスルホニル基、p-トルエンスルホニル基等が挙げられる。なお、これらの基は、各種異性体を含む。

前記アルキルスルホニルオキシ基としては、例えば、メタンスルホニルオキシ基、エタンスルホニルオキシ基、プロピルスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基等が挙げられる。なお、これらの基は、各種異性体を含む。

前記のアリールスルホニルオキシ基としては、例えば、ベンゼンスルホニルオキシ基、p-ブロモベンゼンスルホニルオキシ基、p-トルエンスルホニルオキシ基等が挙げられる。なお、これらの基は、各種異性体を含む。

前記カルボン酸化合物の使用量は、3-ブテン-1-オール1モルに対して、好ましくは1.0〜20モル、更に好ましくは1.1〜10モルである。

本発明の反応は、溶媒の存在下又は非存在下にて行われる。使用される溶媒としては、反応を阻害しないものならば特に限定されず、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素類；クロロホルム、ジクロロエタン等のハロゲン化脂肪族炭化水素類；酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等のカルボン酸エステル類；テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類；アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類が挙げられるが、好ましくは芳香族炭化水素類、エーテル類、カルボン酸エステル類、更に好ましくは芳香族炭化水素類が使用される。これらの有機溶媒は、単独又は二種以上を混合して使用しても良い。

前記溶媒の使用量は、反応液の均一性や攪拌性により適宜調節するが、3-ブテン-1-オール1gに対して、好ましくは0〜50ml、更に好ましくは0〜10mlである。

本発明の反応は、例えば、3-ブテン-1-オール、アルデヒド化合物及びカルボン酸化合物を混合して、攪拌しながら反応させる等の方法によって行われる。その際の反応温度は、好ましくは10〜110℃、更に好ましくは20〜100℃であり、反応圧力は特に制限されない。

なお、最終生成物であるカルボン酸-4-テトラヒドロピラニルエステル化合物は、例えば、反応終了後、濾過、濃縮、蒸留、再結晶、カラムクロマトグラフィー等の一般的な方法によって単離・精製される。

又、本発明の反応によって得られる一般式（４）

（式中、Ｒは、水素原子又は炭化水素基を示し、ｎは、１〜３の整数を示す。）
で示されるカルボン酸−４−テトラヒドロピラニルエステル化合物は、新規な化合物である。

次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。

実施例１（ジクロロ酢酸-4-テトラヒドロピラニルの合成）
攪拌装置、温度計、還流冷却器及び滴下漏斗を備えた50mlのガラス製フラスコに、95質量％パラホルムアルデヒド3.29g(ホルムアルデヒド換算で104.1mmol)及びジクロロ酢酸39.1g(303mmol)を加え、液温が83℃になるまで加熱した。次いで、攪拌しながら3-ブテン-1-オール6.25g(86.7mmol)をゆるやかに滴下し、同温度で2時間反応させた。反応終了後、反応液を減圧下で濃縮し、濃縮物にトルエン100ml及び5質量％炭酸水素ナトリウム水溶液100mlを加えて分液した。水層をトルエン30mlで２回抽出した後、有機層と抽出液を合わせて減圧下で濃縮し、薄茶色結晶として、純度100％（液体クロマトグラフィーによる面積百分率）のジクロロ酢酸-4-テトラヒドロピラニル12.7gを得た（単離収率：68.9％）。
ジクロロ酢酸-4-テトラヒドロピラニルの物性値は以下の物性値で示される新規な化合物であった。

融点；73〜75℃
CI-MS(m/e)；213(M+1)
¹H-NMR(CDCl₃，δ(ppm))；1.72〜1.83(2H,m)、1.94〜2.03(2H,m)、3.54〜3.63(2H,m)、3.89〜3.97(2H,m)、5.05〜5.11(1H,m)、5.95(1H,s)

実施例２（ジクロロ酢酸-4-(2-メチル)テトラヒドロピラニルの合成）
攪拌装置、温度計、還流冷却器及び滴下漏斗を備えた50mlのガラス製フラスコに、パラアルデヒド4.58g(アセトアルデヒド換算で104.1mmol)及びジクロロ酢酸39.1g(303mmol)を加え、液温が83℃になるまで加熱した。次いで、攪拌しながら3-ブテン-1-オール6.25g(86.7mmol)をゆるやかに滴下し、同温度で2時間反応させた。反応終了後、反応液を減圧下で濃縮し、濃縮物にトルエン100ml及び5質量％炭酸水素ナトリウム水溶液100mlを加えて分液した。水層をトルエン30mlで２回抽出した後、有機層と抽出液を合わせて減圧下で濃縮し、薄茶色油状物として、純度100％（液体クロマトグラフィーによる面積百分率）のジクロロ酢酸-4-(2-メチル)テトラヒドロピラニル15.7gを得た（単離収率：79.8％）。
ジクロロ酢酸-4-(2-メチル)テトラヒドロピラニルの物性値は以下の物性値で示される新規な化合物であった。

CI-MS(m/e)；227(M+1)
¹H-NMR(CDCl₃，δ(ppm))；1.24(3H,d,J=6.1Hz)、1.41(2H,m)、1.70(2H,m)、3.44〜3.55(2H,m)、4.02〜4.08(1H,m)、4.94〜5.04(1H,m)、5.92(1H,s)

実施例３（クロロ酢酸-4-テトラヒドロピラニルの合成）
攪拌装置、温度計、還流冷却器及び滴下漏斗を備えた50mlのガラス製フラスコに、95質量％パラホルムアルデヒド2.66g(ホルムアルデヒド換算で84mmol)及びクロロ酢酸23.2g(245mmol)を加え、液温が83℃になるまで加熱した。次いで、攪拌しながら3-ブテン-1-オール5.05g(70.0mmol)をゆるやかに滴下し、同温度で7時間反応させた。反応終了後、反応液に酢酸エチル300ml及び5質量％炭酸水素ナトリウム水溶液412mlを加えて分液した。水層をトルエン30mlで２回抽出した後、有機層と抽出液を合わせて減圧下で濃縮した。濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；ヘキサン/酢酸エチル＝3/1）で精製し、無色液体として、純度98％（示差屈折率による面積百分率）のクロロ酢酸-4-テトラヒドロピラニル7.39gを得た（単離収率：57.7％）。
クロロ酢酸-4-テトラヒドロピラニルの物性値は以下の物性値で示される新規な化合物であった。

CI-MS(m/e)；179(M+1)、85
¹H-NMR(CDCl₃，δ(ppm))；1.67〜1.78(2H,m)、1.91〜2.00(2H,m)、3.51〜3.59(2H,m)、3.89〜3.96(2H,m)、4.07(2H,s)、5.00〜5.09(1H,m)

参考例１（シアノ酢酸−４−テトラヒドロピラニルの合成）
攪拌装置、温度計、還流冷却器及び滴下漏斗を備えた１００ｍｌのガラス製フラスコに、パラホルムアルデヒド３．２９ｇ(ホルムアルデヒド換算で１０４．１ｍｍｏｌ)、シアノ酢酸２５．８ｇ（２６０．１ｍｍｏｌ）及び１，２−ジメトキシエタン３１．３ｍｌを加え、液温が８３℃になるまで加熱した。次いで、攪拌しながら３−ブテン−１−オール６．２５ｇ（８６．７ｍｍｏｌ）をゆるやかに滴下し、同温度で２時間反応させた。反応終了後、反応液に酢酸エチル１０００ｍｌ及び５質量％炭酸水素ナトリウム水溶液５１０ｍｌを加えて分液した。水層を酢酸エチル２００ｍｌで２回抽出した後、有機層と抽出液を合わせて減圧下で濃縮した。濃縮物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒；ヘキサン/酢酸エチル＝３／１）で精製し、茶色油状物として、純度１００％（液体クロマトグラフィーによる面積百分率）のシアノ酢酸−４−テトラヒドロピラニル０．６３ｇを得た（単離収率：４．６％）。
シアノ酢酸−４−テトラヒドロピラニルの物性値は以下の通りであった。

CI-MS(m/e)；170(M+1)、85
¹H-NMR(CDCl₃，δ(ppm))；1.69〜1.80(2H,m)、1.92〜2.00(2H,m)、3.47(2H,s)、3.48〜3.63(2H,m)、3.90〜3.97(2H,m)、5.03〜5.08(1H,m)

Claims

一般式（４）

（式中、Ｒは、水素原子又は炭化水素基を示し、ｎは、１〜３の整数を示す。）
で示されるカルボン酸−４−テトラヒドロピラニルエステル化合物。