JP5444586B2 - アルドール縮合反応とそのための触媒 - Google Patents
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Description
と式(2)のケトン
(式中、
R1、R2およびR3は、互いに独立に、水素、1〜20個の炭素原子を有する飽和または不飽和の分岐または非分岐の炭化水素残基、または4〜12個の炭素原子を有するシクロアルキル基を表し、これらの基は任意選択的に、1つまたは幾つかのメトキシ基で置換されていてよい)
とを、
a)活性サイトとして−CH2N+(CH3)3のタイプの第四アンモニウム基、
b)10〜100m2/g、および
c)200〜500Å、特に290〜300Åの平均孔径
を有する強塩基性の陰イオン巨大網状高分子樹脂の存在下で
反応させるステップを含み、
前記強塩基性の陰イオン巨大網状高分子樹脂が、架橋ポリスチレンジビニルベンゼンコポリマーをベースにした樹脂である、α,β−不飽和ケトンの調製方法に関する。
を製造するための方法であって、この方法が、式(4)のアルキルケトン
と式(5)のアルデヒド
(式中、
R4は、1〜20個の炭素原子を有する飽和または不飽和の線状または分岐の炭化水素残基、好ましくは1〜10個の炭素原子を有する飽和または不飽和炭化水素残基、より好ましくは1〜5個の炭素原子(すなわち1、2、3、4、または5個の炭素原子)を有する飽和炭化水素を表し、
R5は、水素、1〜20個の炭素原子を有する飽和または不飽和の線状または分岐の炭化水素残基または4〜12個の炭素原子を有するシクロアルキル基(これらの基は任意選択的に、例えば、1つまたは幾つかのメトキシ基またはエーテル基で置換されていてよい)を表し、好ましくは水素であり、
nは0〜4、好ましくは0〜2の数を表し、
点線は、互いに独立に、飽和または二重結合を表し、点線が二重結合を表す場合、点線は示されている2つの位置の一方の位置に配置されうる)
とを反応させることを含み、
さらにこの方法が、
a)活性サイトとして−CH2N+(CH3)3のタイプの第四アンモニウム基、
b)10〜100m2/g、好ましくは20〜50m2/gの表面積、特に30m2/gの表面積、および
c)200〜500Å、特に290〜300Åの平均孔径
を有する強塩基性の陰イオン巨大網状高分子樹脂の存在下で実施される、α,β−不飽和ケトンを製造するための方法に関する。
(i)シトラールおよびアセトンおよび/または
(ii)シトラールおよび2−ペンタノンおよび/または
(iii)シトラールおよびジエチルケトンおよび/または
(iv)シトラールおよび2−ブタノンおよび/または
(v)3−メチルブチルアルデヒドおよびアセトンおよび/または
(vi)3−メチルブチルアルデヒドおよび2−ブタノンおよび/または
(vi)3−メチルブチルアルデヒドおよび2−ペンタノンおよび/または
(vii)ヘプタナールおよび2−ブタノンおよび/または
(viii)ヘプタナールおよびアセトン。
パラホルムアルデヒド(63.3mmol、1当量)、アセトン(26当量)および25重量%(パラホルムアルデヒドに対して)のAmberlyst A 26 OHを、丸底フラスコ内で混合し、そのフラスコを50℃に予熱された油浴に入れる。反応混合物を23.5時間攪拌し、濾過して、分析すると、ヒドロキシブタン−2−オンが10%の収率で得られる。
3gのAmberlyst A 26 OHを、50のエタノール中で15分間攪拌する。溶媒をデカントする。50mlのエタノールを加えた後、反応混合物を40℃、または60℃まで加熱する。シトラール(0.65g、11.1mmol)および(表1に示すような表示モル比となるような)適当量のアセトンを一度に加え、反応混合物を40℃/60℃で3時間攪拌する。反応混合物をデカントし、イオン交換体を25mlのエタノールで2回洗浄する。一緒にした有機相を、真空中(40℃および30mbar)で濃縮する。プソイドイオノンの収率を以下の表に示す。触媒は、更なる処理をせずにそれぞれの実験で再利用する。
シトラール(6.00g、91.4%、36.02mmol)およびアセトン(9.28g、99.5%、158.98mmol)を、二口フラスコ中でアルゴン下に保つ。Ambersep 900 OH(1.08g)を加え、反応混合物を62℃で2.5時間攪拌する。反応後に、反応混合物を濾過し、イオン交換体をアセトンで1回洗浄する。一緒にした有機相を、真空中(40℃および30mbar)で濃縮して、74%のプソイドイオノンを得る。反応は、更なる処理を行わずに上記からの再生触媒を用いて繰り返して、第2の実験で75%のプソイドイオノンを得る。
シトラール(2.00g、95.0%、12.5mmol)および2−ペンタノン(4.80g、99.0%、55.2mmol)を、60℃において二口フラスコ中で、アルゴン下で攪拌する。Ambersep 900 OH(360mg)を加えた後、混合物を60℃で21時間攪拌した。反応混合物を濾過し、2−ペンタノンで1回洗浄し、真空中で濃縮して、95%の8,12−ジメチル−トリデカ−5,7,11−トリエン−4−オン(選択率98%)を得る。
13C−NMR(75MHz、CDCl3):δ=201.0(CO)、150.9(C=C)、150.9(C=C)、138.6(C=C)、138.4(C=C)、132.6(C=C)、132.2(C=C)、127.6(C=C)、127.4(C=C)、124.7(C=C)、123.8(C=C)、123.3(C=C)、123.2(C=C)、42.8、42.7、40.4、33.0、26.9、26.3、25.7、24.6、18.0、17.9、17.7、17.5、13.9。
3−メチルブチルアルデヒド(イソバレルアルデヒド)(2.00g、98.0%、22.8mmol)およびアセトン(5.40g、99.5%、92.5mmol)を、60℃において二口フラスコ中で、アルゴン下で攪拌する。Amberlyst A 26(OH)(370mg)を加えた後、混合物を60℃で200分間攪拌した。反応混合物を濾過し、アセトンで1回洗浄し、真空中で濃縮して、6−メチル−ヘプト−3−エン−2−オンを18%(選択率20%)、および4−ヒドロキシ−6−メチルヘプタン−2−オンを64%(選択率73%)だけ得た。
Claims (13)
- 式(1)のアルデヒド
と、式(2)のケトン
(式中、R1〜R3は互いに独立に、水素、1〜20個の炭素原子を有する飽和または不飽和の線状または分岐の炭化水素残基または4〜12個の炭素原子を有するシクロアルキル基を表し、これらの基は任意選択的に、1つまたは幾つかのメトキシ基で置換されていてよい)
とを、
a)活性サイトとして−CH2N+(CH3)3のタイプの第四アンモニウム基、
b)10〜100m2/g、および
c)200〜500Åの平均孔径
を有する強塩基性の陰イオン巨大網状高分子樹脂の存在下で
反応させるステップを含み、
前記強塩基性の陰イオン巨大網状高分子樹脂が、架橋ポリスチレンジビニルベンゼンコポリマーをベースにした樹脂である、α,β−不飽和ケトンを製造するための方法。 - R3がメチルである、請求項1に記載の方法。
- 式(3)のα,β−不飽和ケトン
を製造するための方法であって、
前記方法が、式(4)のアルキルケトン
と、式(5)のアルデヒド
(式中、
R4は、1〜20個の炭素原子を有する飽和または不飽和の線状または分岐の炭化水素残基を表し、
R5は、水素、1〜20個の炭素原子を有する飽和または不飽和の線状または分岐の炭化水素残基または4〜12個の炭素原子を有するシクロアルキル基を表し、これらの基は、任意選択的に、例えば、1つまたは幾つかのメトキシ基またはエーテル基で置換されていてよく、
nは、0〜4の数を表し、
点線は、互いに独立に飽和または二重結合のいずれかを表す)
とを反応させることを含む、請求項1または2に記載の方法。 - R4が1〜5個の炭素原子を有する線状の飽和炭化水素残基である、請求項3に記載の方法。
- nが1〜2の数を表す、請求項3または4に記載の方法。
- 式(5)の前記アルデヒドがシトラールである、請求項3〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アルキルケトンが、アセトン、2−ペンタノン、ジエチルケトンまたは2−ブタノンから選択される、請求項6に記載の方法。
- 前記アルデヒドが3−メチルブチルアルデヒドであり、前記アルキルケトンが、アセトン、2−ブタノンまたは2−ペンタノンから選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記塩基性の陰イオン巨大網状高分子樹脂が、30m2/gの表面積および290〜300Åの平均孔径を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記強塩基性の陰イオン巨大網状高分子樹脂の対イオンがOH−である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アルデヒドと前記ケトンとのモル比が1:3〜1:10の範囲、特に1:4〜1:8の範囲、とりわけ1:8である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記強塩基性の陰イオン巨大網状高分子樹脂を濾過し、続く反応サイクルで再利用する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記再生固体触媒を用いて前記方法を4回繰り返す、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
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