JP5965659B2 - エーテル化合物の製造方法 - Google Patents
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Description
[1]
下記一般式(2)で表されるカルボニル化合物と、下記一般式(3)で表されるジアルコキシ化合物とを、水素化触媒及び酸性物質の存在下にて、水素と反応させて水素化する工程を含む、下記一般式(1)で表されるエーテル化合物を製造する方法。
R2は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、又は、置換基を有していてもよいアラルキル基である。
さらに、R1とR2とが結合して環を形成していてもよい。]
R4は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、又は、置換基を有していてもよいアラルキル基である。
R5は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、置換基を有していてもよいアラルキル基、又は、−OR3で表される基である。
但し、R4とR5が共に水素原子である場合を除く。さらに、R4とR5とが結合して環を形成していてもよい。]
[2]
下記一般式(4)で表されるアルコール類を追加成分として併用する、上記[1]に記載の製造方法。
R3OH (4)
[式(4)中、R3の定義は、前記と同義である。]
[3]
前記酸性物質が、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、カンファースルホン酸、硫酸、トリフルオロ酢酸、塩化第二鉄、塩化亜鉛、塩化第二スズ、及び臭化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種である、上記[1]又は[2]に記載の製造方法。
[4]
前記水素化触媒が、パラジウム、イリジウム、ロジウム、ルテニウム、ニッケル、オスミウム及び白金からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含む不均一系水素添加触媒である、上記[1]〜[3]のうちいずれか1に記載の製造方法。
ここで、“重量%”及び“重量部”は、それぞれ“質量%”及び“質量部”と同義である。
下記化学式に示したように、一般式(2)で表されるカルボニル化合物と一般式(3)で表されるジアルコキシ化合物を、水素化触媒及び酸性物質の存在下で、水素と反応させて、水素化することによってエーテル化合物(1)が得られる。
R2は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、又は、置換基を有していてもよいアラルキル基である。
さらに、R1とR2とが結合して環を形成していてもよい。
R3は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、又は、置換基を有していてもよいアラルキル基(但し、水素添加で脱離される基は除く)である。
R4は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、又は、置換基を有していてもよいアラルキル基である。
R5は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、置換基を有していてもよいアラルキル基、又は、−OR3で表される基である。
但し、R4とR5が共に水素原子である場合を除く。さらに、R4とR5とが結合して環を形成していてもよい。
R2は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、又は、置換基を有していてもよいアラルキル基である。さらに、R1とR2とが結合して環を形成していてもよい。
脂肪族複素環基としては、例えば、炭素数2〜14で、異種原子を少なくとも1個、好ましくは1〜3個含んでいる3〜8員環、好ましくは5又は6員の単環、多環又は縮合環式等が挙げられる。異種原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子が挙げられる。
脂肪族複素環基としては、例えば、炭素数2〜14で、異種原子を少なくとも1個、好ましくは1〜3個含んでいる3〜8員環、好ましくは5又は6員の単環、多環又は縮合環式等が挙げられる。異種原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子が挙げられる。
R4は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、又は、置換基を有していてもよいアラルキル基である。
R5は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、置換基を有していてもよいアラルキル基、又は、OR3である。但し、R4とR5は同時に水素原子である場合を除く。さらに、R4とR5とが結合して環を形成していてもよい。]
脂肪族複素環基としては、例えば、炭素数2〜14で、異種原子を少なくとも1個、好ましくは1〜3個含んでいる3〜8員環、好ましくは5又は6員の単環、多環又は縮合環式等が挙げられる。異種原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子が挙げられる。
脂肪族複素環基としては、例えば、炭素数2〜14で、異種原子を少なくとも1個、好ましくは1〜3個含んでいる3〜8員環、好ましくは5又は6員の単環、多環又は縮合環式等が挙げられる。異種原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子が挙げられる。
脂肪族複素環基としては、例えば、炭素数2〜14で、異種原子を少なくとも1個、好ましくは1〜3個含んでいる3〜8員環、好ましくは5又は6員の単環、多環又は縮合環式等が挙げられる。異種原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子が挙げられる。
R4とR5とが結合して環を形成する場合、環員炭素数が3〜16であることがが好ましい。具体的には、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、シクロウンデカン、シクロドデカン、シクロトリデカン、シクロペンタデカン、シクロヘキサデカン等の環状炭化水素を例示することができる。
R2は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、又は、置換基を有していてもよいアラルキル基である。さらに、R1とR2とが結合して環を形成していてもよい。
R3は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、又は、置換基を有していてもよいアラルキル基(但し、水素添加で脱離される基は除く)である。
R1〜R3の具体的な態様は、一般式(2)及び一般式(3)にて説明したR1〜R3と同様である。
例えば、メチルヘキシルエーテル、エチルヘキシルエーテル、デシルメチルエーテル、デシルエチルエーテル、3−メトキシ−1,1,5−トリメチルシクロヘキサン、3−エトキシ−1,1,5−トリメチルシクロヘキサン、ボルニルメチルエーテル、ボルニルエチルエーテル、シクロドデシルメチルエーテル、シクロドデシルエチルエーテル、1−メチルシクロドデシルメチルエーテル、セドロールメチルエーテル、メチルベンジルエーテル、エチルベンジルエーテル、メチルフェニルエチルエーテル、エチル2−メトキシベンジルエーテル、イソアミルベンジルエーテル、イソアミルフェニルエチルエーテル、ジベンジルエーテル、シクロヘキシルフェニルエチルエーテル、4−(3−エトキシブチル)フェノール、バニリルエチルエーテル、バニリルブチルエーテル、などである。
式(4)中、R3は、一般式(3)におけるR3の定義と同義である。すなわち、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、置換基を有しているもよいアラルキル基(但し、水素添加で脱離される基は除く)である。
脂肪族複素環基としては、例えば、炭素数2〜14で、異種原子を少なくとも1個、好ましくは1〜3個含んでいる3〜8員環、好ましくは5又は6員の単環、多環又は縮合環式等が挙げられる。異種原子としては、窒素原子、酸素原子、硫黄原子等のヘテロ原子が挙げられる。
トルエン、ベンゼン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素類;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等の脂肪族エステル類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル化合物;ジクロロメタン、ジクロロエタン等のハロゲン炭化水素類などが挙げられる。
本発明において、カルボニル化合物(2)とジアルコキシ化合物(3)との混合割合は、カルボニル化合物(2)1モルに対して、ジアルコキシ化合物(3)が約1.0〜20.0モル程度であることが好ましく、約1.1〜5.0モル程度が好ましい。
また、本反応に用いられる酸性物質の量は、カルボニル化合物(2)1重量%に対して好ましくは0.1〜10重量%程度、より好ましくは0.5〜5重量%程度の範囲で使用されるが、この範囲に限定されるものではない。
本実施例中の分析には、次の分析機器を用いて行った。
ガスクロマトグラフィ(GC)定量[内標定量]
機器:GC−4000(ジーエルサイエンス株式会社製)
カラム:RTX−1(長さ30m×内径0.25mm、液相膜厚0.25μm)
プロトン核磁気共鳴(1H−NMR)
機器:AVANCEIII500型(500MHz)(ブルカーバイオスピン社製)
100mlオートクレーブ(インナーチューブ使用)にバニリン3.04g(20.0mmol)、オルトギ酸エチル5.93g(40.0mmol)、パラトルエンスルホン酸一水和物15.0mg、5%パラジウム炭素15.0mgを仕込み、系内を窒素置換した後、水素置換をし、3.0MPaの水素ガスを封入し、オートクレーブ内の温度を130℃にして1時間攪拌した。攪拌後、反応液を冷却したのちに水素ガスをパージした。そして、ろ過操作にてパラジウム触媒を除き、オルトギ酸エチルを減圧下にて回収し、バニリルエチルエーテルを3.60g(内標定量値:97.4wt%、収率96.2%)得た。
1H−NMR(CDCl3):σ=1.37(3H,t)、3.42(1H,q)、3.86(3H,s)、4.44(2H,s)、5.92(1H,s)、6.88(3H,m)
100mlオートクレーブ(インナーチューブ使用)にバニリン1.52g(10.0mmol)、オルトギ酸エチル2.96g(20.0mmol)、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体4.5mg、5%パラジウム炭素7.5mgを仕込み、系内を窒素置換した後、水素置換をし、3.0MPaの水素ガスを封入し、オートクレーブ内の温度を80℃にして1時間攪拌した。攪拌後、反応液を冷却したのちに水素ガスをパージした。そして、ろ過操作にてパラジウム触媒を除き、オルトギ酸エチルを減圧下にて回収し、バニリルエチルエーテルを1.84g(内標定量値:74.5wt%、収率75.3%)得た。
1H−NMR(CDCl3):σ=1.37(3H,t)、3.42(1H,q)、3.86(3H,s)、4.44(2H,s)、5.92(1H,s)、6.88(3H,m)
100mlオートクレーブ(インナーチューブ使用)に2−フェニルアセトアルデヒド2.40g(20.0mmol)、オルトギ酸メチル4.25g(40.0mmol)、メタノール2.4ml、パラトルエンスルホン酸一水和物12.0mg、5%パラジウム炭素60.0mgを仕込み、系内を窒素置換した後、水素置換をし、3.0MPaの水素ガスを封入し、オートクレーブ内の温度を130℃にして6時間攪拌した。攪拌後、反応液を冷却したのちに水素ガスをパージし、ろ過操作にてパラジウム触媒を除き、メタノールならびに余剰のオルト−ギ酸メチルを常圧にて回収し、2−メトキシエチルベンゼンを2.82g(内標定量値:64.2wt%、収率66.5%)得た。
1H−NMR(CDCl3):σ=2.89(2H,t)、3.38(3H,s)、3.58(2H,t)、7.19−7.27(5H,m)
100mlオートクレーブ(インナーチューブ使用)に3,3,5−トリメチルシクロヘキサノン2.80g(20.0mmol)、オルトギ酸エチル5.93g(40.0mmol)、エタノール2.8ml、パラトルエンスルホン酸一水和物14.0mg、5%パラジウム炭素70.0mgを仕込み、系内を窒素置換した後、水素置換をし、3.0MPaの水素ガスを封入し、オートクレーブ内の温度を130℃にして7時間攪拌した。攪拌後、反応液を冷却したのちに水素ガスをパージし、ろ過操作にてパラジウム触媒を除き、エタノールならびに余剰のオルト−ギ酸エチルを常圧にて回収し、3−エトキシ−1,1,5−トリメチルシクロヘキサンを3.12g(内標定量値96.7wt%、収率88.6%)得た。
1H−NMR(CDCl3):σ=0.86(6H、m)、1.07(3H,d)、1.17(3H,t)、1.39(1H,m)、1.69−1.91(6H,m)、3.37(1H,m)、3.52(1H,m)、3.62(1H,m)
100mlオートクレーブ(インナーチューブ使用)に3,3,5−トリメチルシクロヘキサノン2.80g(20.0mmol)、オルトギ酸エチル5.93g(40.0mmol)、パラトルエンスルホン酸一水和物14.0mg、5%パラジウム炭素70.0mgを仕込み、系内を窒素置換した後、水素置換をし、3.0MPaの水素ガスを封入し、オートクレーブ内の温度を130℃にして7時間攪拌した。攪拌後、反応液を冷却したのちに水素ガスをパージし、ろ過操作にてパラジウム触媒を除き、エタノールならびに余剰のオルト−ギ酸エチルを常圧にて回収し、3−エトキシ−1,1,5−トリメチルシクロヘキサンを3.03g(内標定量値90.7wt%、収率80.8%)得た。
1H−NMR(CDCl3):σ=0.86(6H、m)、1.07(3H,d)、1.17(3H,t)、1.39(1H,m)、1.69−1.91(6H,m)、3.37(1H,m)、3.52(1H,m)、3.62(1H,m)
100mlオートクレーブ(インナーチューブ使用)に3,3,5−トリメチルシクロヘキサノン1.40g(10.0mmol)、2,2−ジエトキシプロパン2.64g(20.0mmol)、パラ−トルエンスルホン酸一水和物7.0mg、5%パラジウム炭素35.0mgを仕込み、系内を窒素置換した後、水素置換をし、3.0MPaの水素ガスを封入し、オートクレーブ内の温度を130℃にして7時間攪拌した。攪拌後、反応液を冷却したのちに水素ガスをパージし、ろ過操作にてパラジウム触媒を除き、エタノールならびに余剰の2,2−ジエトキシプロパンを常圧にて回収し、3−エトキシ−1,1,5−トリメチルシクロヘキサンを1.61g(内標定量値90.1wt%、収率85.3%)得た。
1H−NMR(CDCl3):σ=0.86(6H、m)、1.07(3H,d)、1.17(3H,t)、1.39(1H,m)、1.69−1.91(6H,m)、3.37(1H,m)、3.52(1H,m)、3.62(1H,m)
100mlオートクレーブ(インナーチューブ使用)に、ラズベリーケトン1.00g(6.09mmol)、オルトギ酸エチル3.61g(24.36mmol)、エタノール5.0ml、パラトルエンスルホン酸一水和物50.0mg、5%パラジウム炭素10.0mgを仕込み、系内を窒素置換した後、水素置換をし、1.0MPaの水素ガスを封入し、オートクレーブ内の温度を130℃にして1時間攪拌した。攪拌後、反応液を冷却したのちに水素ガスをパージし、ろ過操作にてパラジウム触媒を除き、エタノールならびに余剰のオルト−ギ酸エチルを減圧下にて回収し、4−(3−エトキシブチル)フェノールを1.20g(内標定量値63.7wt%、収率64.8%)得た。
1H−NMR(CDCl3):σ=1.16(3H,d)、1.21(3H,t)、1.66(1H,m)、1.80(1H,m)、2.61(2H,m)、3.40(2H,m)、3.57(1H,m)、6.75(2H,d)、7.05(2H,d)
100mlオートクレーブ(インナーチューブ使用)にカンファー1.52g(10.0mmol)、オルトギ酸メチル5.31g(50.0mmol)、メタノール1.5ml、濃硫酸15.0mg、5%パラジウム炭素38.0mgを仕込み、系内を窒素置換した後、水素置換をし、3.0MPaの水素ガスを封入し、オートクレーブ内の温度を40℃にして24時間攪拌した。攪拌後、反応液を冷却したのちに水素ガスをパージし、ろ過操作にてパラジウム触媒を除き、水酸化ナトリウム水溶液で中和したのち、メタノールならびに余剰のオルト−ギ酸メチルを常圧にて回収し、ボルニルメチルエーテルを1.52g(内標定量値89.1wt%、収率80.5%)得た。
1H−NMR(CDCl3):σ=0.80(3H,s)、0.88(3H,s)、0.98(3H,s)、1.44−1.76(5H,m)、3.18(1H,m)、3.30(3H,s)、3.32(1H,m)、3.47(1H,m)
Claims (4)
- 下記一般式(2)で表されるカルボニル化合物と、下記一般式(3)で表されるジアルコキシ化合物とを、水素化触媒及び酸性物質の存在下にて、水素と反応させて水素化することにより、下記一般式(1)で表されるエーテル化合物を1工程で製造する方法。
[式(2)中、R1は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、又は、置換基を有していてもよいアラルキル基である。
R2は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、又は、置換基を有していてもよいアラルキル基である。
さらに、R1とR2とが結合して環を形成していてもよい。]
[式(3)中、R3は、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、又は、置換基を有していてもよいアラルキル基(但し、水素添加で脱離される基は除く)である。
R4は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、又は、置換基を有していてもよいアラルキル基である。
R5は、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい3〜8員環の脂環式基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい複素環基、置換基を有していてもよいアラルキル基、又は、−OR3で表される基である。
但し、R4とR5が共に水素原子である場合を除く。さらに、R4とR5とが結合して環を形成していてもよい。]
[式(1)中、R1〜R3の定義は、前記と同義である。] - 下記一般式(4)で表されるアルコール類を追加成分として併用する、請求項1に記載の製造方法。
R3OH (4)
[式(4)中、R3の定義は、前記と同義である。] - 前記酸性物質が、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、カンファースルホン酸、硫酸、トリフルオロ酢酸、塩化第二鉄、塩化亜鉛、塩化第二スズ、及び臭化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記水素化触媒が、パラジウム、イリジウム、ロジウム、ルテニウム、ニッケル、オスミウム及び白金からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属を含む不均一系水素添加触媒である、請求項1〜3のうちいずれか1項に記載の製造方法。
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