JP4886283B2 - α,β−不飽和アルデヒド化合物の製造方法 - Google Patents
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Description
香料としてのα,β−不飽和アルデヒド化合物としては、例えばtrans−2−へキセナール、trans−2−ヘプテナール、trans−2−オクテナール、trans−2−ノネナール、trans−2−デセナール、trans−2−ウンデセナール、trans−2−ドデセナール、trans−2−トリデセナール、2,4−オクタジエナール、2,4−ノナジエナール、2,6−ノナジエナール、2,4−デカジエナール、2,4−ウンデカジエナール、2,4−ドデカジエナール、シトラール、α−メチレンシトロネラール(ベルガマール)、シンナムアルデヒド(ケイ皮アルデヒド)、α−メチルシンナムアルデヒド、α−ヘキシルシンナムアルデヒドなどがある。
また、香料中間体としてのα,β−不飽和アルデヒド化合物としては、カンホレンアルデヒドから誘導される香料のサンダルマイソールコア、バクダノール、サンダロールなどの原料、p−イソブチルベンズアルデヒドから誘導される香料スザラ−ルの原料、p−t−ブチルベンズアルデヒドから誘導される香料リリアールの原料などがある。
そこで、例えば不活性溶媒中、有機酸アンモニウム塩の存在下に、炭素数の多いアルデヒド化合物(A)と炭素数の少ないアルデヒド化合物(B)を交差縮合させて、α,β−不飽和アルデヒド化合物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)。
しかしながら、この方法においては、アルデヒド化合物(B)/アルデヒド化合物(A)の使用モル比が2.5〜10と比較的大きく、かつ水と共沸混合物を形成する非極性溶媒中で縮合反応を行う必要がある上、収率も満足し得るものではなかった。また、この方法においては、触媒の有機酸アンモニウム塩として、ピペリジニルアセテート、ピロリジニウムアセテート、アンモニウムアセテート、ジメチルアンモニウムピリジニルアセテート、モルホリンアセテート、ピペリジニルホルメート、ピペリジニルプロピオネートなどの炭素数1〜3の低級有機酸のアンモニウム塩が用いられている。
すなわち、本発明は、
(1)アミン類と炭素数6〜20のプロトン酸、又はそれらの塩の存在下に、2種の異なるアルデヒド化合物の交差縮合反応を行う、α,β−不飽和アルデヒド化合物の製造方法であって、2種の異なるアルデヒド化合物が、それぞれ一般式(I)及び(II)
R 1 −CHO (I)
R 2 −CHO (II)
で表されるアルデヒド化合物I及びIIであり、アルデヒド化合物Iとして、一般式(I)におけるR 1 が、炭素数3〜20の脂環構造含有基、炭素数6〜20の芳香環構造含有基又は複素環構造含有基である化合物を用い、アルデヒド化合物IIとして、一般式(II)におけるR 2 が、水素原子、メチル基又はエチル基である化合物を用いる、α,β−不飽和アルデヒド化合物の製造方法、
(2)上記(1)の方法により製造されたα,β−不飽和アルデヒド化合物を還元して不飽和アルコールを製造する方法
を提供する。
本発明においては、炭素数6〜20のプロトン酸として、炭素数6〜20の脂肪族及び/又は芳香族有機酸を用いることができる。このような有機酸としては、例えばヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、デカン酸、ドデカン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、シクロヘキサンカルボン酸、安息香酸、フタル酸、マレイン酸、モノアルキル置換リン酸、ジアルキル置換リン酸、アルキル置換スルホン酸などが挙げられる。これらの有機酸は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。その使用量は、原料アルデヒド化合物に対して、好ましくは0.1〜20モル%、より好ましくは1〜5モル%である。また、前記有機酸を別途に添加する代わりに原料アルデヒドを一部酸化して系中に適当量存在せしめてもよい。
本発明においては、前記プロトン酸及びアミン類は、別々に反応系に添加してもよいし、アミン塩の形で用いてもよい。
本発明の方法は、アルデヒド化合物の2分子縮合反応が、2種の異なるアルデヒド化合物の交差縮合反応である場合に、適用する。
具体的には、以下に示すα,β−不飽和アルデヒド化合物の製造方法を挙げることができる。
R1−CHO (I)
R2−CHO (II)
で表されるアルデヒド化合物I及びIIであり、アルデヒド化合物IIがHCHOである場合、一般式(III−a)
で表されるα,β−不飽和アルデヒド化合物が得られる方法である。
R 1 のうちの複素環構造含有基としては、例えばフラン環、ジヒドロフラン環、テトラヒドロフラン環、ピラン環、ジヒドロピラン環、テトラヒドロピラン環などの酸素原子をヘテロ原子とする複素環構造を含有する基などを挙げることができる。これらの複素環構造においては、環上にアルキル基、アルコキシル基、ヒドロキシル基などの適当な置換基を有していてもよい。
この交差縮合反応における、前記アルデヒド化合物I及びIIの使用割合は、アルデヒド化合物Iに対し、アルデヒド化合物IIを、好ましくは0.1〜10倍モル、より好ましくは0.3〜3倍モル、さらに好ましくは0.6〜1.6倍モル用いるのがよい。
一方、アルデヒド化合物IIとして、HCHO以外の化合物を用いる場合、前記一般式(III−b)で表される化合物が得られる。一般式(III−b)において、
R2a−Cは、前記一般式(II)におけるR2のα位の炭素原子に結合する水素原子の2個を除いた基を示し、R1は前記と同じである。
〔縮合反応I〕
アルデヒド化合物Iとして、一般式(I)におけるR1 が炭素数6〜20の脂環構造含有基である化合物を用い、アルデヒド化合物IIとして、一般式(II)におけるR2が、水素原子、炭素数1〜2の直鎖アルキル基である化合物を用い、縮合反応させて、α,β−不飽和アルデヒド化合物を製造する。
この縮合反応においては、アルデヒド化合物Iに対し、アルデヒド化合物IIを1.0〜10倍モル用いることが好ましく、1.0〜5倍モル用いることがより好ましく、1.0〜3倍モル用いることがさらに好ましい。反応温度は、通常20〜150℃程度、好ましくは50〜130℃、より好ましくは70〜120℃である。アルデヒド化合物IとIIは、全量加えて反応させてもよいし、アルデヒド化合物IIを滴下して反応させてもよい。
溶媒は特に必要がないが、工程上、扱いやすいなどの理由で必要な場合には溶媒を用いることができる。また、生成する水を除きながら反応を行う必要は特にないが、工程上、水を除いておかなくてはならないなどの理由で必要な場合には脱水操作を行うことができる。
アルデヒド化合物Iとして式(1)のカンホレンアルデヒドを、アルデヒド化合物IIとして式(2)のプロピオンアルデヒドを用いた場合、下記の反応式に従って式(3)の2−メチル−4−(2,2,3−トリメチルシクロペンタ−3−エン−1−イル)−ブタ−2−エン−1−アールが得られる。
アルデヒド化合物Iとして、一般式(I)におけるR1が、炭素数6〜20の芳香環構造含有基又は複素環構造含有基である化合物を用い、アルデヒド化合物IIとして、一般式(II)におけるR2が、水素原子、炭素数1〜2の直鎖アルキル基である化合物を用い、縮合反応させて、α,β−不飽和アルデヒド化合物を製造する。
この反応において、アルデヒド化合物Iとして、例えばベンズアルデヒド、クミンアルデヒド、p−イソブチルベンズアルデヒド、p−t−ブチルベンズアルデヒド、フェニルアセトアルデヒドなどを用いることができる。また、アルデヒド化合物IIとして、例えばアセトアルデヒド、プロピオンアルデヒドなどを用いることができる。
アルデヒド化合物IとIIは、全量加えて反応させてもよいし、アルデヒド化合物IIを滴下して反応させてもよい。
アルデヒド化合物Iとして、式(6)のp−イソブチル(又はt−ブチル)ベンズアルデヒドを、アルデヒド化合物IIとして、式(2)のプロピオンアルデヒドを用いた場合、下記の反応式に従って、式(7)のp−イソブチル(又はt−ブチル)−α−メチルシンナムアルデヒドが得られる。
このα,β−不飽和アルデヒド化合物を水素添加することにより、香料であるp−イソブチル(又はt−ブチル)−α−メチルヒドロシンナムアルデヒド(イソブチル基:スザラール、t−ブチル基:リリアール)を得ることができる。
また、香料中間体としては、例えばp−イソプロピル−α−メチルシンナムアルデヒド(水添により、香料のシクラメンアルデヒドになる。)、p−イソブチル−α−メチルシンナムアルデヒド、p−t−ブチル−α−メチルシンナムアルデヒドなどが挙げられる。
選択還元の還元剤としては、アルミニウムアルコラートまたは水素化金属化合物が好ましい。アルミニウムアルコラートとしては、例えばアルミニウムメチラート、アルミニウムエチラート、アルミニウムプロピラート、アルミニウムイソプロピラート、アルミニウムブチラート、アルミニウムイソブチラートなどが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよいが、これらの中で、収率の点でアルミニウムイソプロピラートが好適である。
一方、水素化金属化合物としては、水素化アルミニウム化合物や水素化ホウ素化合物などを用いることができる。水素化アルミニウム化合物としては、例えばリチウムアルミニウムハイドライド、リチウムアルコキシアルミニウムハイドライド、ナトリウムアルミニウムハイドライド、ナトリウムエトキシアルミニウムハイドライド、マグネシウムアルミニウムハイドライド、ジアルキルアルミニウムハイドライドなどが挙げられ、これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。この水素化アルミニウム化合物を用いる場合、溶媒として、例えばジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラハイドロフラン、ジオキサンなどの不活性溶媒を使用し、選択還元を実施するのがよい。
還元温度は、還元剤としてアルミニウムアルコラートを用いる場合は、通常50〜120℃程度、好ましくは80〜110℃であり、水素化金属化合物を用いる場合は、通常−20〜30℃程度、好ましくは10〜20℃である。
この還元により、例えば前記式(3)の2−メチル−4−(2,2,3−トリメチルシクロペンタ−3−エン−1−イル)−ブタ−2−エン−1−アールは、2−メチル−4−(2,2,3−トリメチルシクロペンタ−3−エン−1−イル)−ブタ−2−エン−1−オール(サンダルマイソールコア)となる。この化合物は白檀香を有しており、香料素材として好適である。
また、式(1)のカンホレンアルデヒドにブタナールを縮合反応させて得られたα,β−不飽和アルデヒド化合物である、2−エチル−4−(2,2,3−トリメチルシクロペンタ−3−エン−1−イル)−ブタ−2−エン−1−アールを、前記と同様に選択還元することにより、2−エチル−4−(2,2,3−トリメチルシクロペンタ−3−エン−1−イル)−ブタ−2−エン−1−オール(バクダノール)が得られる。この化合物は、サンダルウッド香の合成香料として好適である。
シャンプー用香料組成物
下記に記載の組成を持つ香料組成物95重量部にサンダルマイソールコアを5重量部加えることにより、サンダルウッドの柔らかい香りを持つシャンプー用香料組成物を得ることができた。
配合成分 重量部
リナロール 15
シクロペンタデカノリド 12
メチルジヒドロジャスモネート 12
p−t−ブチル−α−メチルヒドロシンナミックアルデヒド 10
シス−3−ヘキセニルサリシレート 10
ジメチルベンジルカルビニルアセテート 5
シトロネロール 5
フェニルエチルアルコール 5
アンバーコア* 5
α−n−ヘキシルシンナミックアルデヒド 4
ベンジルアセテート 4
オレンジオイル 3
リナリルアセテート 3
γ−メチルヨノン 2
計 95
*:花王商品名、化合物1−(2−t−ブチルシクロヘキシルオキシ)−2−ブタノール
攪拌器、温度計、還流管、滴下ロートのついた500mlの4つ口フラスコにカンホレンアルデヒド171g(純度88%、0.98モル)、ピペリジン3.8g(0.045モル)、ステアリン酸13.1g(0.046モル)を仕込み、100℃で加熱攪拌した。プロピオンアルデヒド91g(1.6モル)を6時間かけて滴下し、1時間熟成後、冷却しアミンを除去するため酢酸3.2g(0.053モル)を添加して二層分離した。得られた有機層を水洗し、二層分離して295g(純度60.6%、0.93モル)の2−メチル−4−(2,2,3−トリメチルシクロペンタ−3−エン−1−イル)−ブタ−2−エン−1−アールを得た(収率95%)。
攪拌器、温度計、還流管、滴下ロートのついた500mlの4つ口フラスコにカンホレンアルデヒド171g(純度88%、0.98モル)、ジブチルアミン5.8g(0.045モル)、ヘキサン酸5.3g(0.046モル)を仕込み、100℃で加熱攪拌した。プロピオンアルデヒド91g(1.6モル)を6時間かけて滴下し、1時間熟成後、冷却しアミンを除去するため酢酸3.2g(0.053モル)を添加して二層分離した。得られた有機層を水洗し、二層分離して280g(純度63.4%、0.92モル)の2−メチル−4−(2,2,3−トリメチルシクロペンタ−3−エン−1−イル)−ブタ−2−エン−1−アールを得た(収率94%)。
攪拌器、温度計、還流管のついた3Lの4つ口フラスコにn−ウンデカナール1043g(6.0モル)、37質量%ホルマリン水溶液520g(6.4モル)、ジブチルアミン47g(0.36モル)、ステアリン酸33g(0.11モル)を仕込み、95℃で加熱し攪拌した。30分後原料のn−ウンデカナールがなくなったのを確認した後、冷却して二層分離した。得られた有機層を蒸留し、1062g(ガスクロ純度97%、5.7モル)のα−メチレンウンデカナールを得た(収率94%)。
攪拌器、温度計、還流管のついた2Lの4つ口フラスコにn−オクタナール762g(6.0モル)、37質量%ホルマリン水溶液520g(6.4モル)、ジメチルアミン15g(0.33モル)、デカン酸10g(0.06モル)を仕込み、95℃に加熱し攪拌した。45分後原料のn−オクタナールがなくなったのを確認した後、冷却して二層分離した。有機層を蒸留し、790g(ガスクロ純度95%、5.4モル)のα−メチレンオクタナールを得た(収率90%)。
攪拌器、温度計、還流管のついた3Lの4つ口フラスコにヒドロキシシトロネラール1032g(6.0モル)、37質量%ホルマリン水溶液520g(6.4モル)、ジブチルアミン53g(0.41モル)、ヘキサン酸10g(0.09モル)を仕込み、95℃に加熱して攪拌した。40分後原料のヒドロキシシトロネラールがなくなったのを確認した後、冷却して二層分離した。有機層を蒸留し、1058g(ガスクロ純度95%、5.5モル)の3,7−ジメチル−2−メチレン−7−ヒドロキシオクタナールを得た(収率92%)。
攪拌器、温度計、還流管、滴下ロートのついた500mlの4つ口フラスコにカンホレンアルデヒド171g(純度88%、0.98モル)、ピペリジン3.8g(0.045モル)、酢酸2.8g(0.046モル)を仕込み、100℃で加熱攪拌した。プロピオンアルデヒド92g(1.6モル)を6時間かけて滴下し、1時間熟成後、冷却しアミンを除去するため酢酸3.2g(0.053モル)を添加して二層分離した。得られた有機層を水洗し、二層分離して279g(純度54.7%、0.79モル)の2−メチル−4−(2,2,3−トリメチルシクロペンタ−3−エン−1−イル)−ブタ−2−エン−1−アールを得た(収率81%)。
カンホレンアルデヒド3.04kgおよびトルエン2kgを10Lガラス反応器に投入し、プロピオンアルデヒド2.9kg、ピペリジン170gおよび氷酢酸120gを室温で攪拌しながら添加した。次いで、混合物を4時間、水分離器で還流し、680mlの反応水を循環路から除去した。反応混合物試料のガスクロマトグラフィーによる分析で、15質量%の未反応抽出物含有量が示された。
それに応じてさらにピペリジン85gおよび氷酢酸60gを添加した。もう1時間還流した後、さらに水120gを循環路から除去し、抽出物を完全に反応させた。トルエン1.9kgを留去した後、反応混合物を水2Lで2回洗浄した。有機層6.24kgを、30cmの充填塔内で蒸留し生成物3.27kg(ガスクロ純度85%)が得られた(収率85%)。
炭素数が4に満たない脂肪酸(酢酸)を用いた場合、反応水を除去しても本願ほどの高い収率で所望する化合物は得られない。
実施例1で得られたα,β−不飽和アルデヒドである2−メチル−4−(2,2,3−トリメチルシクロペンタ−3−エン−1−イル)−ブタ−2−エン−1−アールを蒸留により精製した後、下記のようにして選択還元し、不飽和アルコール体を得た。
温度計、攪拌機及び滴下ロートを装備した1000ml容フラスコに、無水エチルエーテル500ml、リチウムアルミニウムハイドライド7.5g(0.2モル)を仕込み、次いで激しく攪拌しながら、滴下ロートより、前記の精製α,β−不飽和アルデヒド96g(0.5モル)を1時間費やして加えた。その際反応フラスコは、氷−食塩混合物で冷却し、反応温度を15〜20℃に保持した。さらに、2時間室温で攪拌したのち、氷を加えてリチウムアルミニウムハイドライドを加水分解した。
次いで、5質量%硫酸水溶液で水酸化アルミニウムを分解したのち、分液ロートを用い、エーテル50mlにより3回抽出し、エーテル層を水洗後、乾燥したのち、エーテルを留去することにより、粗生成物の2−メチル−4−(2,2,3−トリメチルシクロペンタ−3−エン−1−イル)−ブタ−2−エン−1−オールを得た(収率85%)。
この粗生成物を精留して得られた2−メチル−4−(2,2,3−トリメチルシクロペンタ−3−エン−1−イル)−ブタ−2−エン−1−オールは白檀香を有しており、香料素材としても優れたものであった。
Claims (8)
- アミン類と炭素数6〜20のプロトン酸、又はそれらの塩の存在下に、2種の異なるアルデヒド化合物の交差縮合反応を行う、α,β−不飽和アルデヒド化合物の製造方法であって、
2種の異なるアルデヒド化合物が、それぞれ一般式(I)及び(II)
R1−CHO (I)
R2−CHO (II)
で表されるアルデヒド化合物I及びIIであり、
アルデヒド化合物Iとして、一般式(I)におけるR1が、炭素数3〜20の脂環構造含有基、炭素数6〜20の芳香環構造含有基又は複素環構造含有基である化合物を用い、
アルデヒド化合物IIとして、一般式(II)におけるR2が、水素原子、メチル基又はエチル基である化合物を用いる、α,β−不飽和アルデヒド化合物の製造方法。 - アルデヒド化合物Iとして、一般式(I)におけるR1が、(2,2,3−トリメチルシクロペント−3−エン−1−イル)メチル基である化合物を用いる請求項1〜3のいずれかに記載のα,β−不飽和アルデヒド化合物の製造方法。
- アルデヒド化合物Iに対し、アルデヒド化合物IIを1.0〜10倍モル用いる請求項1〜4のいずれかに記載のα,β−不飽和アルデヒド化合物の製造方法。
- アミン類又はその塩が、2級アミン又はその塩である請求項1〜5のいずれかに記載のα,β−不飽和アルデヒド化合物の製造方法。
- 交差縮合反応の反応温度が、70〜140℃である請求項1〜6のいずれかに記載のα,β−不飽和アルデヒド化合物の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の方法により製造されたα,β−不飽和アルデヒド化合物を還元して、不飽和アルコールを製造する方法。
Priority Applications (6)
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