JP5424647B2

JP5424647B2 - ベータ−ガンマエンカルボニル誘導体の製造方法

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Publication number: JP5424647B2
Application number: JP2008555905A
Authority: JP
Inventors: ミムンユベール; ボノーデセルジュ
Original assignee: Firmenich SA
Current assignee: Firmenich SA
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2027-02-01
Also published as: CN101389589B; CN101389589A; EP1989170A1; ES2672170T3; EP1989170B1; WO2007096791A1; US7932418B2; JP2009527545A; US20100168462A1

Description

本発明は有機化学分野に関連し、さらに詳細には、炭素二重結合の配置において特定の要求条件を有することがあるβ−γ エンカルボニル誘導体の製造に関連する。

先行技術
α−β不飽和ジェミナルジカルボニル誘導体のアシルまたはカルボン酸エステルでの脱離による、三置換または四置換されたβ−γ不飽和エステルまたはケトン誘導体の製造は、１つの参考文献にしか報告されていない（Ｖ．Ｖｅｎｋａｔｅｓｗａｒａｎｅｔａｌ．ｉｎＴｅｔｒａｈｅｄｒｏｎＬｅｔｔｅｒｓ，１９７９，５５３を参照
本文献において、著者らは下記の図式による反応について報告している：

しかしながら、この方法論によって、著者らは２つのケースにおいて、本発明に対して、主な異性体がα−β不飽和誘導体である生成物を得ており、１つのケースで主な異性体がβ−γ不飽和誘導体である生成物を得ているが、選択性が悪い。

Ｋ．ＳｃｈｕｌｔｅらのＨｅｌｖ．Ｃｈｅｍ−Ａｃｔａ，１９９２，７５９において、ＤＭＳＯ、水、ＬｉＣｌの存在中で対応するアルキリデンアセトアセテートのデメトキシカルボニル化による５，６ジメチルヘプト−４−エン−２−１（β−γ／α−β比が約１３で、β−γ Ｅ／Ｚ比が約２．２）の合成が開示されている。この手法で得られる選択性は上記に報告されたものよりも高いにもかかわらず、それらは未だ改善の余地と必要がある。

実際に、β−γ不飽和ケトンまたはエステルは、重要な化学物質製造において有用な中間体であり、良好な選択性とそれゆえに収率の向上した工程が可能になる新規あるいは既存の代替となる方法が必要とされる。さらには、二重結合の配置において良好な選択性を有する所望のβ−γ不飽和ケトンまたはエステルを製造することも重要である。なぜならば、（Ｅ）−β−γ異性体を多く含む生成物を得ることが望まれる場合があるためである。

発明の記述
前述の問題を克服するために、本発明は式（Ｉ）

［式中、
点線は前記の化合物が相応のβ−γあるいはα−β不飽和誘導体の混合体の形態であることを示し、β−γ／α−βのモル比が少なくとも3であり、
Ｙは、互いに独立に、ＯＲ⁴あるいはＲ⁴基を表し、Ｒ⁴は酸素、硫黄および窒素から成る群から選択された１から３つのへテロ原子を随意に含むＣ₁−Ｃ₈炭化水素基を表し、
Ｒ¹は酸素、硫黄および窒素から成る群から選択された１から３つのへテロ原子を随意に含むＣ₁−Ｃ₁₅炭化水素基を表し、
Ｒ²は酸素、硫黄および窒素から成る群から選択された１から３つのへテロ原子を随意に含むＣ₁−Ｃ₅炭化水素基を表し、
Ｒ³は水素原子あるいはＣ₁−Ｃ₅炭化水素基を表し、且つ、
随意に前記のＲ¹とＲ²および／またはＲ¹とＲ³は一緒になって、酸素、硫黄および窒素から成る群から選択された１から３つのへテロ原子を随意に含むＣ₄−Ｃ₁₂炭化水素基を形成してもよい］
の化合物の製造方法において、１００℃から２３０℃の間を含む温度で、式

［式中、
Ｙ、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³は、式（Ｉ）で定義された通りである］
の化合物と
ｉ）式ＭＸ₂、Ｍ"Ｘ₃あるいはＭ’Ｘ
［式中、
Ｍはアルカリ土類金属の陽イオンであり、Ｍ’はアルカリ金属の陽イオンあるいはＣ₀−Ｃ₁₂アンモニウムの陽イオンであり、Ｍ"はランタノイドの陽イオンであり、Ｘはハライドあるいは０から６の間を含むｐＫ_aを有するＨＸ酸の陰イオンである］の塩；
ｉｉ）式Ｒ⁵ＣＯＯＨ
［式中、
Ｒ⁵は１つまたは２つの酸素原子を随意に含むＣ₁−Ｃ₁₈炭化水素基を表す］
のカルボン酸
からそれぞれ成る群ｉ）の少なくとも１つの化合物、および群ｉｉ）の少なくとも１つの化合物とを、随意に１００℃より高い沸点を有する極性非プロトン性の溶剤の存在下で反応させる段階を含む製造方法に関する。

本発明の実施態様によれば、本方法は化合物（Ｉ）であって、
点線は前記の化合物が相応のβ−γあるいはα−β不飽和誘導体の混合体の形態であることを示し、β−γ／α−βのモル比が少なくとも3であり、
Ｙは、互いに独立に、ＯＲ⁴あるいはＲ⁴基を表し、Ｒ⁴はＣ₁−Ｃ₆アルキル基、フェニル基またはベンジル基を表し、
Ｒ¹は酸素、硫黄および窒素から成る群から選択される１から３つのへテロ原子官能基を随意に含むＣ₂−Ｃ₁₂炭化水素原子を表し、
Ｒ²はＣ₁−Ｃ₃アルキル原子を表し、
Ｒ³は水素原子またはＣ₁−Ｃ₃アルキル基を表し、且つ
随意に前記のＲ¹とＲ²、および／またはＲ¹とＲ³は一緒になって、酸素、硫黄および窒素から成る群から選択された１から３つのへテロ原子を随意に含むＣ₅−Ｃ₁₂炭化水素原子を形成してもよい化合物を、相応の化合物（ＩＩ）から出発して製造することに関する。

本発明の他の実施態様によれば、式（Ｉ）の化合物は、式

［式中、
点線は前記の化合物が相応のβ−γあるいはα−β不飽和誘導体の混合体の形態であることを示し、β−γ／α−βのモル比が少なくとも3であり、
Ｙは、互いに独立に、ＯＲ⁴あるいはＲ⁴基を表し、Ｒ⁴は１から３つの酸素あるいは窒素を随意に含むＣ₁−Ｃ₆アルキル基あるいはＣ₆−Ｃ₁₀フェニル又はベンジル基を表し、
Ｒ¹は１から３つの酸素あるいは窒素官能基を随意に含むＣ₂−Ｃ₁₂炭化水素原子を表し、
Ｒ²はＣ₁−Ｃ₃アルキル基を表し、
前記のＲ¹とＲ²が一緒になって１から３つの酸素あるいは窒素原子を随意に含むＣ₄−Ｃ₁₁炭化水素基を形成してもよい]
の化合物である。

式（ＩＩＩ）の前記の化合物は、本発明による方法で、前記条件下で

［式中、
Ｙ、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ⁴は式（ＩＩＩ）での定義と同様である。］
の化合物の反応によって得ることができる。

本発明の上記の任意の実施態様によれば、本発明の方法は、特に少なくとも１つのＹがＯＲ⁴基であるか、あるいは2つのＹがＯＲ⁴基でさえもある化合物（ＩＩ）を用いたときに特に有用なことがある。

本発明の上記の任意の実施態様によれば、前記の炭化水素基は、アルキル、アルケニル、アルカンジエニル、アリール基またはそれらの混合物の形態であり、前記の炭化水素基は直鎖、分岐型、環状基またはそれらの混合型（例えば、直鎖アルキル、（ポリ）環状アルケニルとアリール成分を含む）である。

さらには、本発明の上記の任意の実施態様によれば、前記の化合物（Ｉ）は、相応のβ−γまたはα−β不飽和誘導体の混合物の形態で得られ、ここでβ−γ誘導体とα−β誘導体のモル比（すなわちβ−γ／α−β）は、少なくとも４、あるいは少なくとも６でもある。特に関心があるのは、前記の比が８より上、あるいは１５より上でもある方法である。

上述のβ−γ／α−βの選択性と同時あるいは二者択一的に、本発明の上記の任意の実施態様によれば、前記の化合物（Ｉ）は、上に記載された相応のβ−γまたはα−β不飽和誘導体の混合物の形態で得られ、ここでβ−γ不飽和誘導体の異性体ＥとＺのモル比（（Ｅ）−β−γ）／（（Ｚ）β−γ）は１より上、あるいは２より上でもある。さらには、式（Ｉ）のβ−γ不飽和誘導体の前記の（Ｅ）／（Ｚ）比は、３より上あるいは４でもあってよく、いくつかの場合において、５より上になるように増加され得る。

特に、式（Ｉ）の化合物が相応のβ−γまたはα−β不飽和誘導体の混合物の形態で得られる実施態様が挙げられ、ここでβ−γ／α−βは少なくとも５．５あるいは１５でもあり、異性体の比（（Ｅ）−β−γ）／（Ｚ）β−γ）は３．５より上である。

式（Ｉ）の化合物の限定されない例は、式

［式中、
Ｒ⁶はメチルまたはエチル基あるいはＯＭｅまたはＯＥｔ基を表し、且つ、
Ｒ⁷は
例えば、Ｃ_10-12炭化水素基２−（２，６，６−トリメチル−シクロヘキシ−１−エニル）−エチル基を表し、
１または２つのＣ₁−Ｃ₃アルコキシまたはアミノ基で随意に置換されたフェニル基、あるいは
Ｃ₃−Ｃ₆アルキルまたはアルケニル基を表す]
の化合物である。

式（Ｉ）の化合物の他の例は、

［式中、
Ｒ⁶は式（Ｖ）の定義と同様であり、Ｒ⁸は一緒になってＣ₄−Ｃ₁₁炭化水素基、例えば
ｎが２、３、４又は９を表すＣＨ₂（ＣＨ₂）_nＣＨ₂
不飽和Ｃ₅−Ｃ₉炭化水素基
を形成する］
である。

本発明の選択的な実施態様によると、前記方法は、エステルまたは選択的にケトンである式（Ｉ）の化合物に対して特に有用である。

前記の式（Ｖ）または（ＶＩ）の実施態様によれば、本発明の方法は
少なくとも１つのＲ⁶がＯＭｅまたはＯＥｔ基、あるいは２つのＲ⁶が両者ともＯＭｅまたはＯＥｔ基である、相応の式（ＩＩ）の化合物を出発材料として使用する場合に、特に有用である。

上述されたように、本発明の方法は、
ｉ）式ＭＸ₂、Ｍ"Ｘ₃あるいはＭ’Ｘ
［式中、
Ｍはアルカリ土類金属の陽イオンであり、Ｍ’はアルカリ金属の陽イオンあるいはＣ₀−Ｃ₁₂アンモニウムの陽イオンであり、Ｍ"はランタノイドの陽イオンであり、Ｘはハライドあるいは０から６の間を含むｐＫ_aを有する酸ＨＸの陰イオンである］の塩；
ｉｉ）式Ｒ⁵ＣＯＯＨ
［式中、
Ｒ⁵は１つまたは２つの酸素原子を随意に含むＣ₁−Ｃ₁₈炭化水素基を表す］のカルボン酸
からそれぞれ成る群ｉ）からの少なくとも１つの化合物、および群ｉｉ）から少なくとも１つの化合物の存在下で、且つ、随意に１００℃より高い沸点を有する極性非プロトン性の溶剤の存在下で行われる。

本発明の実施態様によれば、前記の反応は、
ｉ）式ＭＸ₂、あるいはＭ"Ｘ₃
［式中、
Ｍはアルカリ土類金属の陽イオンであり、Ｍ’はアルカリ金属の陽イオンあるいはＣ₀−Ｃ₁₂アンモニウムの陽イオンであり、Ｍ"はランタノイドの陽イオンであり、Ｘはハライドあるいは０から６の間を含むｐＫ_aを有する酸ＨＸの陰イオンである］の塩；
ｉｉ）Ｒ⁵ＣＯＯＨ
［式中、
Ｒ⁵は１つあるいは２つの酸素原子を随意に含むＣ₁−Ｃ₁₈炭化水素基を表す］
のカルボン酸
からそれぞれ成る群ｉ）から少なくとも１つの化合物、および群ｉｉ）から少なくとも１つの化合物の存在下で行われる。

本発明の他の実施態様によれば、群ｉ）の化合物が、マグネシウム、カルシウム、セリウム、リチウム、ナトリウムまたはカリウム塩の塩化物、フッ化物、ヨウ化物、または式Ｒ⁹ＣＯＯ^-で表されるカルボン酸塩であり、Ｒ⁹は１または２つの酸素原子を随意に含むＣ₁−Ｃ₁₈炭化水素基を表す。

特に、塩化物とカルボン酸塩が挙げられる。

そのような塩の限定されない例は、ＮａＣｌ、ＮａＦ、ＮａＩ、Ｍｇ（Ｒ⁹ＣＯＯ）₂、Ｒ⁹ＣＯＯＮａ、Ｒ⁹ＣＯＯＫ、ＫＦ、ＣｅＣｌ₃、Ｃｅ（Ｒ⁹ＣＯＯ）₃、ＣａＣｌ₂およびＣａＦ₂である。この塩は、使用前に金属酸化物または水酸化物を所要量のＨＸ酸と一緒に反応させることによって、その場で得ることができる。

本発明の特定の実施態様によれば、Ｒ⁹はＣ₂−Ｃ₉アルキル、アルケニル、フェニルまたはベンジル基である。特に、ペント−２−ｙｌ、ヘプト−３−ｙｌ、プロピル、イソプロピル、イソブチル、ターブチル、イソペンチル、シクロヘキシル、ベンジルまたは（Ｍｅ）₂（ＣＨ₂）₃Ｃ（Ｍｅ）＝ＣＨ基のなどの基を挙げることができる。

式（Ｉ）の化合物がエステルの場合、それに対応するカルボン酸もまた使用され得る。

本発明の実施態様によれば、群ｉｉ）の化合物はＲ⁹ＣＯＯＨカルボン酸であることができ、ここでＲ⁹は上述の定義と同様である。

本発明の実施態様によれば、極性非プロトン性溶剤は、１２０℃以上の沸点を有する溶媒であってもよい。さらには、前記溶剤はＣ₂−Ｃ₆ジアルキルスルホキシド、Ｃ₂−Ｃ₆ジアルキルスルホン、Ｃ₃−Ｃ₇アミドまたはラクタム、Ｃ₃−Ｃ₈ウレアまたはピリミドン誘導体、Ｃ₆−Ｃ₁₂ホスホラミドまたはホスフィノアミノ誘導体、Ｃ₃−Ｃ₈ニトリル、Ｃ₄−Ｃ₈モノまたはジエチレングリコールジエーテル、トリエタノールアミンから成る基から選択され得る。

特に、次のものが挙げられる：ＤＭＳＯ、ＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）、ＤＭＦ、ＨＭＰＡ、ＤＭＰＵまたはジグライム。

群ｉ）からｉｉｉ）の様々な化合物が、広範囲の濃度中で反応媒体に添加され得る。限定されない例として、化合物（ＩＩ）のモル量に対して、０．５％から２００％の群ｉ）の濃度が挙げられる。好ましくは、群ｉ）の濃度には、１％から３０％の間が含まれる。

限定されない例として、化合物（ＩＩ）のモル量に関して、０．０％から３００％にわたる群ｉｉ）の濃度が挙げられる。好ましくは、群ｉｉ）の濃度には、６０％から２２０％の間が含まれる。

限定されない例として、化合物（ＩＩ）の質量に対して、０．０％から５００％にわたる群ｉｉｉ）の濃度が挙げられる。好ましくは、群ｉｉｉ）の濃度には、０．０％から３００％の間が含まれる。

前記の様々な列記されたそれぞれの化合物に最適な濃度は、それらの化合物および化合物（ＩＩ）の性質に依存することは言うまでもない。

水素化が行われ得る温度は、１００℃から２３０℃を含み、より好ましくは、１２０℃から１９０℃の範囲内である。当然、当業者は、出発および最終生成物の融点および沸点、および所望の反応速度の関数として、好ましい温度を選択することもできる。

前記の出発化合物（ＩＩ）は、当業者間で知られ、実施例の中でも記載される標準的な方法によって製造することができる。実施例の中でも記載されたように、それらはその場で製造することもできる。

以下の実施例により、本発明を更に詳細に説明するが、ここで温度は摂氏度であり、その省略形は当該技術分野での通常の意味を有する。

実施例
以降に記載されるすべての工程は、特に述べられない限り不活性雰囲気中で行われている。すべての基質および溶媒は、Ar中で適切な乾燥で留去した。

実施例１
Ａ）一般的な工程
出発化合物（ＩＩ）（文献によって得られた）（０．２４モル）（表４参照）を１６０℃で１０−９時間、Ｍｇ（２−エチルヘキサネート）（０．０４５モル）と２−エチルヘキサン酸（０．２４モル）の存在中で熱処理した。５０℃に冷却した後、前記の混合物を２０％のＨ₂ＳＯ₄、１０ｇを用いて洗浄し、真空中で蒸留することで、不飽和エステルが得られた。表４は、収率と、化合物（Ｉ）の様々な異性体を示す。

Ｂ）一般的な工程
上述と同じ実験工程であり、出発化合物としてジメチル［２−メチル−４−（２，６，６−トリメチル−１−シクロヘキサン−１−ｙｌ）ブチリデン］マロネートを用い、触媒を変更した。結果を表５に示す。

Claims

式（Ｉ）

［式中、
点線は前記の化合物がβ−γあるいはα−β不飽和誘導体の混合体の形態であることを示し、β−γ／α−βのモル比が少なくとも３であり、
Ｙは、互いに独立に、ＯＲ⁴ 基を表し、Ｒ⁴ はＣ ₁−Ｃ₈炭化水素基を表し、
Ｒ¹は、Ｃ ₁−Ｃ₁₅炭化水素基を表し、
Ｒ²は、Ｃ ₁−Ｃ₅炭化水素基を表し、
Ｒ³は、水素原子を表す］
の化合物の製造方法において、
１００℃から２３０℃の間を含む温度で、式

［式中、
Ｙ、Ｒ¹、Ｒ²およびＲ³は、式（Ｉ）での定義と同様である］
の化合物と、
ｉ）式ＭＸ₂、Ｍ"Ｘ₃あるいはＭ’Ｘ
［式中、
Ｍはアルカリ土類金属の陽イオンであり、Ｍ’はアルカリ金属の陽イオンあるいはＣ₀−Ｃ₁₂アンモニウムの陽イオンであり、Ｍ"はランタノイドの陽イオンであり、Ｘはハライドあるいは０から６の間を含むｐＫ_aを有する酸ＨＸの陰イオンである］の塩；
ｉｉ）式Ｒ⁵ＣＯＯＨ
［式中、
Ｒ⁵ はＣ ₁−Ｃ₁₈炭化水素基を表す］のカルボン酸
からそれぞれ成る群ｉ）の少なくとも１つの化合物、および群ｉｉ）の少なくとも１つの化合物とを反応させる段階を含む方法。
前記のＲ¹とＲ² が一緒になって、Ｃ₄−Ｃ₁₂炭化水素基を形成しうることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記反応段階を、１００℃より高い沸点を有する極性非プロトン性の溶剤の存在下で行うことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
式（Ｉ）の化合物が、式

［式中、
点線は前記の化合物がβ−γあるいはα−β不飽和誘導体の混合体の形態であることを示し、β−γ／α−βのモル比が少なくとも3であり、
Ｙは、互いに独立に、ＯＲ⁴ 基を表し、Ｒ⁴ はＣ ₁−Ｃ₆アルキル基あるいはＣ₆−Ｃ₁₀フェニルまたはベンジル基を表し、
Ｒ¹ はＣ ₂−Ｃ₁₂炭化水素原子を表し、
Ｒ²はＣ₁−Ｃ₃アルキル基を表す］
の化合物であることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
前記Ｒ ¹ とＲ ² が一緒になってＣ ₄ −Ｃ ₁₁ 炭化水素基を形成しうることを特徴とする、請求項４に記載の方法
化合物（Ｉ）が、β−γあるいはα−β不飽和誘導体の混合体の形態で得られ、β−γ／α−βの比が少なくとも６、および／またはβ−γ不飽和誘導体の異性体ＥおよびＺのモル比、（Ｅ）−β−γ）／（（Ｚ）−β−γが３より上であることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
式（Ｉ）の化合物が式

［式中、
Ｒ⁶はメチルまたはエチル基あるいはＯＭｅまたはＯＥｔ基であり、且つ
Ｒ⁷は
Ｃ_10-12炭化水素基、
フェニル基、あるいは
Ｃ₃−Ｃ₆アルキルまたはアルケニル基を表す］
の化合物であることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
式（ＩＩ）の化合物を、
ｉ）式ＭＸ₂、Ｍ"Ｘ₃あるいはＭ’Ｘ
［式中、
Ｍはアルカリ土類金属の陽イオンであり、Ｍ’はアルカリ金属の陽イオンあるいはＣ₀−Ｃ₁₂アンモニウムの陽イオンであり、Ｍ"はランタノイドの陽イオンであり、Ｘはハライドあるいは０から６の間を含むｐＫ_aを有する酸ＨＸの陰イオンである］の塩、
ｉｉ）式Ｒ⁵ＣＯＯＨ
［式中、Ｒ ⁵ はＣ ₁−Ｃ₁₈炭化水素基を表す］の酸である群ｉ）の少なくとも１つの化合物、および群ｉｉ）の少なくとも１つの化合物の存在下で反応させることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
群ｉ）の化合物が式ＭＸ₂またはＭ"Ｘ₃
［式中、
Ｍ、Ｍ"とＸは請求項８の定義と同様である］
の塩であることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
群ｉ）の化合物が、塩化物イオン、フッ化物イオン、ヨウ化物イオン、または式Ｒ⁹ＣＯＯ^-［式中、Ｒ⁹ はＣ ₁−Ｃ₁₈炭化水素基を表す］で表されるカルボン酸イオンの、マグネシウム塩、カルシウム塩、セリウム塩、リチウム塩、ナトリウム塩またはカリウム塩であることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
塩がＮａＣｌ、ＮａＦ、ＮａＩ、Ｍｇ（Ｒ⁹ＣＯＯ）₂、Ｒ⁹ＣＯＯＮａ、Ｒ⁹ＣＯＯＫ、ＫＦ、ＣｅＣｌ₃、Ｃｅ（Ｒ⁹ＣＯＯ）₃、ＣａＣｌ₂あるいはＣａＦ₂
［式中、
Ｒ⁹は請求項１０の定義と同様である］
であることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
群ｉｉ）の化合物がＲ⁹ＣＯＯＨ
［式中、
Ｒ⁹はＣ₂−Ｃ₉アルキル、アルケニル、フェニルあるいはベンジル基である］
のカルボン酸であることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
Ｒ⁹がペント−２−イル、ヘプト−３イル、プロピル、イソプロピル、イソブチル、ターブチル、イソペンチル、シクロヘキシル、ベンジルあるいは（Ｍｅ）₂（ＣＨ₂）₃Ｃ（Ｍｅ）＝ＣＨ基を表すことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。