JP4876560B2 - ４−ハロゲノテトラヒドロピラン化合物の製造法 - Google Patents

Description

本発明は、4-ハロゲノテトラヒドロピラン化合物の製造法に関する。4-ハロゲノテトラヒドロピラン化合物は、例えば、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、4-ハロゲノテトラヒドロピラン化合物を製造する方法としては、例えば、3-ブテン-1-オールとホルムアルデヒド水溶液との混合溶液中に塩化水素ガスを吹き込んで、収率25.5％で4-クロロテトラヒドロピランを製造する方法が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。又、3-ブテン-1-オールとトリオキサンとの混合溶液中に塩化水素ガスを吹き込んで、収率50％で4-クロロテトラヒドロピランを製造する方法が開示されている（例えば、非特許文献２参照）。これら、いずれの方法においても、塩化水素ガスを吹き込まなければならないために操作が煩雑となる上に、反応収率が低いという問題があった。
Chem.Ber.,88,1048(1995) Bull.Che.Soc.Fr.,23,824(1956)

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、4-ハロゲノテトラヒドロピラン化合物を高収率で製造出来る、工業的に好適な4-ハロゲノテトラヒドロピラン化合物の製造法を提供することである。

本発明の課題は、3-ブテン-1-オール、一般式（１）

（式中、Ｒは、水素原子又は炭化水素基である。）
で示されるアルデヒド化合物、一般式（２）

（式中、Ｘは、ハロゲン原子を示す。）
で示されるハロゲン化水素及び一般式（３）

（式中、Ｍは、金属原子、Ｘは、前記と同義であり、ｎは、１又は２である。）
で示される金属ハロゲン化物を反応させることを特徴とする、一般式（４）

（式中、Ｒ及びＸは、前記と同義である。）
で示される4-ハロゲノテトラヒドロピラン化合物の製造法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、4-ハロゲノテトラヒドロピラン化合物を高収率で製造出来る、工業的に好適な4-ハロゲノテトラヒドロピラン化合物の製造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、該アルデヒド化合物は、重合体又はその水溶液として使用しても良く、Ｒが同一のものであれば、二種以上を混合して使用しても良い。

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ハロゲン化水素は、前記の一般式（２）で示される。その一般式（２）において、Ｘは、ハロゲン原子であり、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。なお、該ハロゲン化水素は、水溶液、アルコール溶液又は有機カルボン酸溶液等のいずれの形態として使用しても良い。

前記ハロゲン化水素の使用量は、3-ブテン-1-オール1モルに対して、好ましくは0.5〜20モル、更に好ましくは1〜15モル、特に好ましくは1〜5モルである。

本発明の反応において使用する金属ハロゲン化物は、前記の一般式（３）で示される。その一般式（３）において、Ｍは、金属原子であり、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属原子；マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属原子；鉄、ニッケル、銅、亜鉛、パラジウム等の遷移金属原子；アルミニウム、ガリウム等の典型金属原子が挙げられるが、好ましくはアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、更に好ましくはアルカリ金属原子である。又、Ｘは、前記と同義である。なお、該金属ハロゲン化物は、ハロゲン原子が同一のものであれば、二種以上を混合して使用しても良い。

前記金属ハロゲン化物の使用量は、3-ブテン-1-オール1モルに対して、好ましくは0.5〜10モル、更に好ましくは1.0〜7.0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おいて行われる。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、水；メタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、t-ブチルアルコール等のアルコール類；ギ酸、酢酸、プロピオン酸等のカルボン酸類；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；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン等のアミド類；N,N-ジメチルイミダゾリジノン等の尿素類；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類；スルホラン等のスルホン類が挙げられるが、好ましくは水、アルコール類、カルボン酸類、アミド類、尿素類、スルホキシド類、更に好ましくは水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ギ酸、酢酸、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシドが使用される。なお、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0〜30ml、特に好ましくは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、ハロゲン化水素及び金属ハロゲン化物を混合して、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10〜150℃、更に好ましくは30〜100℃、特に好ましくは50〜100℃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4-ハロゲノテトラヒドロピラン化合物は、例えば、反応終了後、抽出、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。

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（4-クロロテトラヒドロピランの合成）
攪拌装置、温度計及び還流冷却器を備えた内容積100mlのガラス製フラスコに、3-ブテン-1-オール28.8g(0.40mol)、パラホルムアルデヒド18.0g(0.60mol)及び塩化リチウム25.5g(0.6mol)を混合し、液温を50℃まで加熱した後、窒素雰囲気下、35質量％塩酸83.4g(0.80mol)を加え、攪拌させながら同温度で5時間反応させた。反応終了後、反応液トルエンで抽出し、得られた抽出液をガスクロマトグラフィーにて分析（内部標準法）したところ、4-クロロテトラヒドロピランが32.7g生成していた（3-ブテン-1-オール基準の反応収率：67.9％）。

実施例２（4-ブロモテトラヒドロピランの合成）
攪拌装置、温度計及び還流冷却器を備えた内容積100mlのガラス製フラスコに、3-ブテン-1-オール10.8g(0.15mol)、パラホルムアルデヒド6.8g(0.23mol)及び臭化リチウム一水和物15.7g(0.15mol)を混合し、液温を50℃まで加熱した後、窒素雰囲気下、35質量％臭化水素酸77.6g(0.45mol)を加え、攪拌させながら同温度で4時間反応させた。反応終了後、反応液トルエンで抽出し、得られた抽出液をガスクロマトグラフィーにて分析（内部標準法）したところ、4-クロロテトラヒドロピランが16.5g生成していた（3-ブテン-1-オール基準の反応収率：66.7％）。

本発明は、4-ハロゲノテトラヒドロピラン化合物の製造法に関する。4-ハロゲノテトラヒドロピラン化合物は、例えば、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。

Claims (1)

1. 3-ブテン-1-オール、一般式（１）
   

   

   （式中、Ｒは、水素原子又は炭化水素基である。）
   で示されるアルデヒド化合物、一般式（２）
   

   

   （式中、Ｘは、ハロゲン原子を示す。）
   で示されるハロゲン化水素及び一般式（３）
   

   

   （式中、Ｍは、金属原子、Ｘは、前記と同義であり、ｎは、１又は２である。）
   で示される金属ハロゲン化物を反応させることを特徴とする、一般式（４）
   

   

   （式中、Ｒ及びＸは、前記と同義である。）
   で示される4-ハロゲノテトラヒドロピラン化合物の製造法。