JP5085074B2 - δ−バレロラクトン誘導体の製造方法 - Google Patents
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本発明で得られるメバロラクトンは、天然イソプレノイドの前駆体として知られており、医薬、農薬、化粧品あるいは食品添加物の中間体として有用であり、またエレクトロニクス関連におけるレジスト素材原料としても有用である(特開平10−78658号公報参照)。
しかして本発明の目的は、上記した背景技術の問題点を解決するため、高純度で入手容易な原料から、簡便な操作で、工業的に製造可能な方法で高純度のメバロラクトン等のδ−バレロラクトン誘導体を製造する方法を提供することにある。
で表されるエポキシアルコールを、ジコバルトオクタカルボニルであるコバルト化合物の存在下、一酸化炭素と反応させることを特徴とする式(2)
で表されるδ−バレロラクトン誘導体の製造方法によって達成される。
また、ジコバルトオクタカルボニルとしては、公知の方法で製造されたもの、或いは炭酸コバルト、水酸化コバルト、酸化コバルト又はこれらの混合物などの無機コバルト化合物、その他有機酸のコバルト化合物などの有機コバルト化合物を原料として、反応系内でジコバルトオクタカルボニルを発生させた溶液も用いることができる(特公昭55−22418号公報参照)。
コバルト化合物の使用量は、式(1)で表されるエポキシアルコール1モルに対して0.001〜0.5モルであるのが好ましく、0.01〜0.2モルであるのがより好ましい。
イミダゾールの使用量は、コバルト金属原子1モルに対して0.5〜10モル、好ましくは1〜5モルである。
エーテル化合物としては、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,4−ジオキサンなどの環状エーテル;ジエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、ジイソプロピルエーテル、t−ブチルメチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテルなどが挙げられる。中でも、反応速度及び選択性の観点から、環状エーテルが好ましく、テトラヒドロフランが特に好ましい。アルコールとしてはメタノール、エタノールなど、芳香族炭化水素としてはベンゼン、トルエンなどを用いることができる。
窒素置換した内容積50mLの三つ口フラスコに、イミダゾール0.33g(4.80mmol)、脱気したTHF20mLを順次入れ、マグネチックスターラーにて攪拌し、イミダゾールが完全に溶解したことを確認後、ジコバルトオクタカルボニル0.82g(2.40mmol)を入れた。気体の発生が終了し、液が均一になるまで攪拌した(以後、調製液Aと呼ぶ)。
内容積100mLのオートクレーブに、窒素気流下で、3,4−エポキシ−3−メチル−1−ブタノール17.92g(175.5mmol)と脱気したTHF20.0mLの混合溶液、調製液Aを順次入れ、脱気したTHFを更に12.5mL(THF全量52.5mL)入れた。一酸化炭素1.0MPaでオートクレーブを3回置換し、最後に一酸化炭素を4.0MPaに加圧し、80℃にて1.1時間反応させた。反応容器の温度を室温に、圧力を常圧に戻してから、反応容器を窒素1.0MPaで2回置換した後、反応液を200mLの三つ口フラスコに移した。反応液を分析すると、3,4−エポキシ−3−メチル−1−ブタノールの変換率は99.7%、メバロラクトンの選択率は95.9%(反応収率95.6%)であった。
該反応液に、攪拌下、20mL/minで空気を3時間バブリングし、生成した固体をろ別し、ろ液を減圧濃縮することで、メバロラクトンを21.79g(純度96.1%、160.9mmol、収率91.7%)得た。
実施例1において、溶媒としてTHFの代わりに1,2−ジメトキシエタンを使用し、反応時間を4.2時間とした以外は、実施例1と同様に操作した。3,4−エポキシ−3−メチル−1−ブタノールの変換率は88.3%、メバロラクトンの選択率は95.5%(反応収率84.3%)であった。
実施例1において、イミダゾールを使用せず、温度を100℃、一酸化炭素圧力を20.0MPa、反応時間を5.3時間とした以外は、実施例1と同様に操作した。3,4−エポキシ−3−メチル−1−ブタノールの変換率は67.2%、メバロラクトンの選択率は98.9%(反応収率66.5%)であった。
メカニカルスターラー、温度計、滴下漏斗、冷却管を付した1Lの5つ口フラスコを窒素置換し、純度88.0%の3−メチルペンタン−1、3、5−トリオール134.2g(0.880mol)、水75mLを入れ、15分攪拌した後、攪拌下にタングステン酸ナトリウム・2水和物3.30g(0.010mol)、水20mLを入れ、オイルバスで80℃に昇温した。35%過酸化水素水237.7g(2.45mol)を、温度が80〜100℃に保たれるように23時間かけてフィードした。フィード終了後、温度を90℃に保ったまま更に7.5時間攪拌した。ガスクロマトグラフィーによる分析にて反応終了を確認後、水浴につけて25℃まで下げた後、亜硫酸ナトリウムを過酸化物定量試験紙(商品名:QUANTOFIX パーオキシド25(シグマ−アルドリッチ))で過酸化物を検出できなくなるまで少しずつ加えた。400mLの酢酸エチルで8回抽出した後、全有機層を合わせて、減圧濃縮し、メバロラクトンを94.2g(純度79.4%、0.723mol、収率82.2%)得た。
上記の粗メバロラクトンを、回転薄膜式蒸留装置(SHIBATA MS−300特型、受器部(低沸側、高沸側))に圧力92〜107Pa、バス温度140℃にて15分でフィードし、高沸側の受器に得られた物を再度、同装置に圧力92〜127Pa、バス温度167℃にて12分でフィードして低沸側の受器に50.8gのメバロラクトン(純度96.3%、0.376mol)を得た(反応からの総収率42.7%)。
上記の通り、本比較例の反応で得られたメバロラクトンの純度は低く、精製のために、蒸留操作が必要であった。
実施例1において、溶媒としてテトラヒドロフランの代わりにエタノールを使用し、反応時間を1.3時間とした以外は、実施例1と同じ方法で行った。3,4−エポキシ−3−メチル−1−ブタノールの変換率は97.0%、メバロラクトンの選択率は60.9%(反応収率59.1%)であった。
実施例1において、溶媒としてテトラヒドロフランの代わりにメタノールを使用し、反応時間を4時間とした以外は、実施例1と同様に操作した。3,4−エポキシ−3−メチル−1−ブタノールの変換率は73.0%、メバロラクトンの選択率は74.0%(反応収率54.0%)であった。
実施例1において、溶媒としてテトラヒドロフランの代わりにトルエンを使用し、反応時間を4.4時間とした以外は、実施例1と同様に操作した。3,4−エポキシ−3−メチル−1−ブタノールの変換率は59.2%、メバロラクトンの選択率は93.3%(反応収率55.2%)であった。
Claims (5)
- 反応をイミダゾールの存在下に行う請求項1記載の方法。
- エポキシアルコールが3,4−エポキシ−3−メチル−1−ブタノールである請求項1又は2記載の方法。
- 反応をエーテル溶媒中で行う請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- エーテルが環状エーテルである請求項4記載の方法。
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