JP4978762B2

JP4978762B2 - シクロヘキサ−３−エン−１−オール誘導体の製造方法

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Publication number: JP4978762B2
Application number: JP2001098177A
Authority: JP
Inventors: 佳孝斉藤; 哲生楠本; 貞夫竹原
Original assignee: DIC Corp
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP2002293753A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子材料、医農薬、香料、添加物、液晶性化合物あるいはこれらの中間体等に有用な、1-置換-シクロヘキサ-3-エン-1-オール誘導体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
1-置換-シクロヘキサ-3-エン-1-オール誘導体は電子材料、医農薬、香料、添加物、液晶性化合物あるいはこれらの中間体等に有用であるが、従来その製造方法としては、有機リチウム化合物、あるいは有機マグネシウム化合物等の求核反応剤の、シクロヘキサ-3-エン-1-オン誘導体の1位への求核付加反応によって、置換基を導入する方法が知られている。しかし、シクロヘキサ-3-エン-1-オン誘導体はエノール化し易いため、通常、この方法は当該求核反応剤の塩基としての作用が優先し、満足な収率は得られなかった。特に、部分的にシクロヘキサ-3-エン-1-オンの構造を有する5,7-ジフルオロ-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-オンあるいは5,6,7-トリフルオロ-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-オン等の、芳香環に複数のフッ素原子を有する1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-オン誘導体のカルボニル基への求核付加反応は、低い収率でしか目的物を得ることができず、工業的には製造上問題が多かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、電子材料、医農薬、香料、添加物、液晶性化合物あるいはこれらの中間体等に有用な1-置換-シクロヘキサ-3-エン-1-オール誘導体の工業的に有利な、好収率の製造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一般式(1)
【０００５】
【化６】

（式中Z¹及びZ²はそれぞれ独立的に任意の置換基を表す。）で表されるシクロヘキサ-3-エン-1-オン誘導体に、亜鉛存在下、ハロゲン化アリル誘導体を反応させることを特徴とする、1-置換-シクロヘキサ-3-エン-1-オール誘導体の製造方法を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００７】
一般式(1)において、Z¹及びZ²はそれぞれ独立的に任意の置換基であって、その様なZ¹とZ²の例として、水素原子、あるいは炭素原子数1〜20のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アリール基、アラルキル基またはアルキルアリール基（これらの基は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アリール基、アラルキル基またはアルキルアリール基、あるいはフッ素原子等のハロゲン原子、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基等で更に任意に置換されていてもよく、アルキル鎖中に酸素原子が挿入されていてもよく、アリール基は1個以上のフッ素原子で置換されていてもよい。）等を挙げることができる。
【０００８】
また、一般式(1)において、Z¹とZ²で環を形成していてもよく、その様なZ¹とZ²の例としては、Z¹とZ²とで、トリメチレン基、あるいはプロペニレン基、テトラメチレン基、1-ブテニレン基、2-ブテニレン基、1,3-ブタジエニレン基（これらの基は任意に置換されていてもよい。）等を成している場合を挙げることができる。
【０００９】
更にシクロヘキサ-3-エン-1-オン誘導体の例としては一般式(2)
【化７】

(式中、X¹、X²及びX³はそれぞれ独立的に水素原子、ハロゲン原子、保護された水酸基、1個以上のハロゲン原子により置換されていてもよいアルキル基、または1個以上のハロゲン原子により置換されていてもよいアルコキシル基を表し、Yは水素原子、ハロゲン原子、1個以上のハロゲン原子により置換されていてもよいアルキル基、1個以上のハロゲン原子により置換されていてもよいアルコキシル基、保護されたシアノ基、保護されたカルボキシル基、または保護された水酸基、または一般式(3)
【００１０】
【化８】

(式中、nは0または1の整数を表し、L及びMはそれぞれ独立的に単結合、-CH₂CH₂-、-CH(CH₃)CH₂-、- CH₂CH(CH₃)-、-CH₂O-、-OCH₂-、-OCF₂-、-CF₂O-、-C≡C-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-(CH₂)₄-、-(CH₂)₃O-、または-O(CH₂)₃-を表し、環A及び環Bはそれぞれ独立的に1,4-フェニレン基(基中の任意の水素原子はフッ素原子により置換されていてもよく、2個以内の任意のCHは窒素原子により置換されていてもよい)、トランス-1,4-シクロへキシレン基(基中、任意の2個以内のCH₂は酸素原子または硫黄原子で置換されていてもよい)、ナフタレン-2,6-ジイル基(基中の任意の水素原子はフッ素原子により置換されていてもよく、2個以内の任意のCHは窒素原子により置換されていてもよい)、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基(基中の任意の水素原子はフッ素原子により置換されていてもよい)またはトランスデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基を表し、Zは水素原子、ハロゲン原子、1個以上のハロゲン原子により置換されていてもよいアルキル基、1個以上のハロゲン原子により置換されていてもよいアルコキシル基、保護されたシアノ基、保護されたカルボキシル基、または保護された水酸基を表す。))で表される化合物を好ましく挙げることができる。好ましくは、一般式(2)中、X¹、X²及びX³はそれぞれ独立的に水素原子、ハロゲン原子、保護された水酸基、1個以上のハロゲン原子により置換されていてもよいアルキル基、または1個以上のハロゲン原子により置換されていてもよいアルコキシル基を表し、Yは水素原子、ハロゲン原子、1個以上のハロゲン原子により置換されていてもよいアルキル基、1個以上のハロゲン原子により置換されていてもよいアルコキシル基である。
【００１１】
一般式(3)において、Zは保護されたシアノ基、保護されたカルボキシル基、または保護された水酸基を表すが、の場合オキサゾリン等により保護することが好ましく、カルボキシル基の場合エステルあるいはアミド等により保護することが好ましく、水酸基の場合テトラヒドロピラニルエーテルあるいはシリルエーテル等により保護することが好ましい
更に好ましくは以下のものを例示することが出来る。
【００１２】
【化９】

【００１３】
一般式(2)で表される化合物は、特にエノール化し易く、本発明の効果を良く享受できる。
シクロヘキサ-3-エン-1-オン誘導体の製造法としては、本発明においては、制限されるものではないが、一般式(2)で表される化合物は下記式
【００１４】
【化１０】

(式中、X¹、X²、X³およびYは一般式(2)と同一の意味を表し、Xは塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子を表す。)に示す如く、塩化アルミニウム等のルイス酸触媒存在下でのフェニル酢酸ハロゲン化物誘導体とエチレンガスとの環化反応によって製造することが出来る。
【００１５】
本発明中、ハロゲン化アリル誘導体とは、1-ハロゲン置換-2-プロペン構造あるいは3-ハロゲン置換-1-プロペン構造を部分的に有している化合物を表す。この好ましい例として、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基等で任意に置換されていてもよい1-ブロモ-2-シクロペンテン、1-クロロ-2-シクロペンテン、1-ブロモ-2-シクロヘキセン、1-クロロ-2-シクロヘキセン等を挙げることができる。
【００１６】
また、本発明中のハロゲン化アリル誘導体として、一般式(4a)、一般式(4b)
【化１１】

（式中、Ｒは、水素原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基またはアルキルアリール基(上記の各基は、フッ素原子等のハロゲン原子で置換されていてもよく、アルキル鎖中に酸素原子が挿入されていてもよく、アリール基は1個以上のフッ素原子で置換されていてもよい。)を表し、Ｘは塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子を表す。）又は一般式(4a)及び一般式(4b)の混合物で表される化合物を好ましく挙げることができる。
【００１７】
その例として、臭化アリル、塩化アリル、臭化クロチル、塩化クロチル、1-ブロモ-2-ペンテン、1-クロロ-2-ペンテン、1-ブロモ-2-ヘキセン、1-クロロ-2-ヘキセン、1-ブロモ-2-ヘプテン、1-クロロ-2-ヘプテン、1-ブロモ-2,4-ブタジエン、1-クロロ-2,4-ブタジエン、1-ブロモ-2,4-ペンタジエン、1-クロロ-2,4-ペンタジエン、1-ブロモ-2,4-ヘキサジエン、1-クロロ-2,4-ヘキサジエン、1-ブロモ-2,4-ヘプタジエン、1-クロロ-2,4-ヘプタジエン、3-ブロモ-1-ブテン、3-クロロ-1-ブテン、3-ブロモ-1-ペンテン、3-クロロ-1-ペンテン、3-ブロモ-1-ヘキセン、3-クロロ-1-ヘキセン、3-ブロモ-1-ヘプテン、3-クロロ-1-ヘプテン、3-ブロモ-1-オクテン、3-クロロ-1-オクテン、等を挙げることができる。特に、臭化アリル、塩化アリル、臭化クロチル、塩化クロチル、1-ブロモ-2-ペンテン、1-クロロ-2-ペンテン、1-ブロモ-2-ヘキセン、1-クロロ-2-ヘキセン、1-ブロモ-2-ヘプテン、1-クロロ-2-ヘプテンが好ましい。
【００１８】
本発明で用いる亜鉛は、本発明の効果を供し得るものであれば何れでもよく、例えば、形状として粉末状、粉状、粒状、板状、ホイル状、削り状、棒状、ひも状、塊状の何れでもよく、また塩酸等の処理により活性を高めたものであっても構わない。また、実質的にこれらと同等の効果を有する、亜鉛を含有する金属化合物であってもよい。
【００１９】
また、本発明においては、目的とする1-置換-シクロヘキサ-3-エン-1-オールの製造を更に効率的に行うための反応促進剤を併用してもよい。その一例として、トリメチルシリルクロリド等の珪素化合物、あるいは種々のパラジウム化合物等の金属化合物を使用しても良い。
【００２０】
本発明の、シクロヘキサ-3-エン-1-オン誘導体とハロゲン化アリル誘導体との反応は例えば以下のように、表すことができる。
【化１２】

(式中、Z¹、Z²、Ｒ、およびXは一般式(1)、一般式(4a)、一般式(4b)におけると同一の意味を表す。)
この様にして、1位に置換基を有するシクロヘキサ-3-エン-1-オール誘導体を得ることが出来る。
【００２１】
さらに、必要に応じてパラジウムカーボン等の触媒を用いて水素化還元を行った後、パラ-トルエンスルホン酸(p-TsOH)等の酸触媒存在下、トルエン等の溶媒中、必要に応じ加熱等を行い脱水し、次いで必要に応じてパラジウムカーボン等の触媒を用いて水素化還元することにより、下記のように1位に置換基を有する、シクロヘキサン誘導体あるいはシクロヘキセン誘導体を得ることが出来る。あるいはp-TsOH等の酸触媒存在下、トルエン等の溶媒中、必要に応じ加熱等を行い脱水し、次いで必要に応じてパラジウムカーボン等の触媒を用いて水素化還元することによっても、同様にシクロヘキサン誘導体あるいはシクロヘキセン誘導体を得ることが出来る。
【００２２】
【化１３】

(式中、Z¹、Z²およびRは一般式(1)、一般式(4a)、一般式(4b)におけると同一の意味を表し、R'はハロゲン化アリル誘導体の有機残基を表し、Z³及びZ⁴はそれぞれZ¹、Z²の有機残基を表す。)
以上のように得られたシクロヘキサン誘導体あるいはシクロヘキセン誘導体は、更に従来公知の方法を用いて、電子材料、医農薬、香料、添加物、液晶性化合物あるいはこれらの中間体等に有用な化合物に導くことも可能である。
【００２３】
また、シクロヘキサ-3-エン-1-オン誘導体が、前記一般式(2)で表される化合物である場合、ハロゲン化アリル誘導体との反応は例えば以下のように、表すことができる。
【００２４】
【化１４】

(式中、X¹、X²、X³、Y、ＲおよびＸは一般式(2)、一般式(4a)、一般式(4b)におけると同一の意味を表す。)
さらに、必要に応じてパラジウムカーボン等の触媒を用いて水素化還元を行った後、パラ-トルエンスルホン酸(p-TsOH)等の酸触媒存在下、トルエン等の溶媒中、必要に応じ加熱等を行い脱水し、次いで必要に応じてパラジウムカーボン等の触媒を用いて水素化還元することにより、2位に置換基を有する1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン誘導体を得ることが出来る。あるいはp-TsOH等の酸触媒存在下、トルエン等の溶媒中、必要に応じ加熱等を行い脱水し、次いで必要に応じてパラジウムカーボン等の触媒を用いて水素化還元することによっても、2位に置換基を有する同様に1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン誘導体を得ることが出来る。
【００２５】
【化１５】

(式中、X¹、X²、X³、YおよびRは一般式(2)、一般式(4a)、一般式(4b)におけると同一の意味を表し、R'はハロゲン化アリル誘導体の有機残基を表す。)
以上のように得られた1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン誘導体は、更に従来公知の方法を用いて、農薬、香料、あるいは液晶性化合物等に有用な化合物に導くことも可能である。
【００２６】
後述する実施例からも明らかなように、本発明は1-置換-シクロヘキサ-3-エン-1-オール誘導体の工業的に有利な、好収率の製造方法を提供する。例えば、比較例1の様にグリニャール反応剤と比べ、実施例1および2の様にハロゲン化アリル誘導体と亜鉛を用いた場合、簡便で工業的に有利な上、付加物の収率を顕著に向上させることができる。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２８】
(実施例1) 5,7-ジフルオロ-2-(2-プロぺニル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-オールの合成
【化１６】

テトラヒドロフラン(THF)2.5mLへ5,7-ジフルオロ-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-オン0.50gと臭化アリル0.50gを溶解させ、系内を25℃とし、亜鉛末0.27gを3分かけて加えた。更に30分撹拌し、10％塩酸2mLを加えた後、トルエンで抽出し、水、飽和食塩水の順に洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。次いで、溶媒を溜去して0.61gの粗生成物を得た。ガスクロマトグラフィーにより、生成物を分析したところ、出発物質5,7-ジフルオロ-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-オンが1％、目的の5,7-ジフルオロ-2-(2-プロぺニル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-オールが99％であった。
【００２９】
(実施例2) 5,7-ジフルオロ-2-(2-プロぺニル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-オールの合成
【化１７】

THF50mLへ5,7-ジフルオロ-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-オン10.0gを溶解させ、次いで亜鉛末5.4gを加え、撹拌下、懸濁させる。室温下、塩化トリメチルシリル0.3mLを加えた後、臭化アリル10.0gを30分かけて滴下し（このとき系内温度は50℃に達していた）、更に1時間撹拌した。10％塩酸20mLを加えた後、トルエンで抽出し、水、飽和食塩水の順に洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。次いで、溶媒を溜去して12.3gの粗生成物を得た。ガスクロマトグラフィーにより、生成物を分析したところ、出発物質5,7-ジフルオロ-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-オンが1％、目的の5,7-ジフルオロ-2-(2-プロぺニル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-オールが99％であった。
【００３０】
(比較例1)
【化１８】

アリルマグネシウムクロリド2.0M THF溶液28.8mLへ、室温下、THF30mLに溶解した5,7-ジフルオロ-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-オン10.0gを15分かけて滴下した。更に3時間撹拌し、10％塩酸30mLを加えた後、トルエンで抽出し、水、飽和食塩水の順に洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。次いで、溶媒を溜去して11.42gの粗生成物を得た。ガスクロマトグラフィーにより、生成物を分析したところ、出発物質5,7-ジフルオロ-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-オンが90％、目的の5,7-ジフルオロ-2-(2-プロぺニル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-オールは検出されなかった。
【００３１】
(応用例1)
実施例1または実施例2より得られた5,7-ジフルオロ-2-(2-プロぺニル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2-オールを用い、以下の様にして5,7-ジフルオロ-6-(3,4,5-トリフルオロフェニル)-2-プロピル-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレンを合成した。融点46.6℃。
【化１９】

【００３２】
この様にして製造された5,7-ジフルオロ-6-(3,4,5-トリフルオロフェニル)-2-プロピル-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレンは液晶材料として極めて有用である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、シクロヘキサ-3-エン-1-オン誘導体とハロゲン化アリル誘導体とを亜鉛存在下で反応させる方法を提供し、1-置換-シクロヘキサ-3-エン-1-オール誘導体の工業的に有利な、高収率の製造を可能とした。得られた1-置換-シクロヘキサ-3-エン-1-オール誘導体は電子材料、医農薬、香料、添加物、液晶性化合物、あるいはそれらの中間体等として極めて有用である。

Claims

一般式(１)

(式中、X¹、X²及びX³はそれぞれ独立的に水素原子、ハロゲン原子、保護された水酸基、1個以上のハロゲン原子により置換されていてもよいアルキル基、または1個以上のハロゲン原子により置換されていてもよいアルコキシル基を表し、Yは水素原子、ハロゲン原子、1個以上のハロゲン原子により置換されていてもよいアルキル基、1個以上のハロゲン原子により置換されていてもよいアルコキシル基、保護されたカルボキシル基、または保護された水酸基、または一般式(3)

(式中、nは0または1の整数を表し、L及びMはそれぞれ独立的に単結合、-CH₂CH₂-、-CH(CH₃)CH₂-、- CH₂CH(CH₃)-、-CH₂O-、-OCH₂-、-OCF₂-、-CF₂O-、-C≡C-、-CH＝CH-、-CF＝CF-、-(CH₂)₄-、-(CH₂)₃O-、または-O(CH₂)₃-を表し、環A及び環Bはそれぞれ独立的に1,4-フェニレン基(基中の任意の水素原子はフッ素原子により置換されていてもよく、2個以内の任意のCHは窒素原子により置換されていてもよい)、トランス-1,4-シクロへキシレン基(基中、任意の2個以内のCH₂は酸素原子または硫黄原子で置換されていてもよい)、ナフタレン-2,6-ジイル基(基中の任意の水素原子はフッ素原子により置換されていてもよく、2個以内の任意のCHは窒素原子により置換されていてもよい)、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-2,6-ジイル基(基中の任意の水素原子はフッ素原子により置換されていてもよい)またはトランスデカヒドロナフタレン-2,6-ジイル基を表し、Zは水素原子、ハロゲン原子、1個以上のハロゲン原子により置換されていてもよいアルキル基、1個以上のハロゲン原子により置換されていてもよいアルコキシル基、保護されたカルボキシル基、または保護された水酸基を表す。))で表されるシクロヘキサ-3-エン-1-オン誘導体に、亜鉛存在下にハロゲン化アリル誘導体を反応させることを特徴とする、一般式(5)

(式中、X¹、X²、X³及びYは一般式(1)におけると同じ意味を表し、Ｒは水素原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基またはアルキルアリール基(上記の各基は、フッ素原子で置換されていてもよく、アルキル鎖中に酸素原子が挿入されていてもよく、アリール基は1個以上のフッ素原子で置換されていてもよい)を表す。)1-置換-シクロヘキサ-3-エン-1-オール誘導体の製造方法。
ハロゲン化アリル誘導体が、一般式(4a)

（式中、Ｒは、水素原子、炭素原子数1〜20のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アラルキル基またはアルキルアリール基(上記の各基は、フッ素原子で置換されていてもよく、アルキル鎖中に酸素原子が挿入されていてもよく、アリール基は1個以上のフッ素原子で置換されていてもよい)を表し、Ｘは塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す）で表されることを特徴とする請求項1記載の製造方法。
一般式(1)において、X¹及びX²はともにフッ素原子を表し、X³は水素原子を表し、Yは水素原子、フッ素原子、保護された水酸基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、またはトリフルオロメチル基を表すところの請求項1又は２記載の製造方法。