JP6553534B2 - ４−メチルオクタン酸エチルの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ヤシ等の害虫であるＣｏｃｏｎｕｔ Ｒｈｉｎｏｃｅｒｏｓ Ｂｅｅｔｌｅ（Ｏｒｙｃｔｅｓ ｒｈｉｎｏｃｅｒｏｓ）の集合フェロモン物質である４−メチルオクタン酸エチル（Ｅｔｈｙｌ ４−Ｍｅｔｈｙｌｏｃｔａｎｏａｔｅ）の製造方法に関する。
Ｃｏｃｏｎｕｔ Ｒｈｉｎｏｃｅｒｏｓ Ｂｅｅｔｌｅは、ヤシ、パイナップル、ココナッツ、サトウキビ等の重要害虫である。穿坑能力が極めて強大であり、成虫は茎頂部にトンネルを掘って潜り込み、摂食活動を行うため、成長点を貫通消失した時点でその植物は枯死する。本種は現在、東南アジア、ハワイ、グアム等広範囲に生息しておりヤシ科植物に甚大な被害をもたらしているが、殺虫剤による防除は困難であり、効果的な防除法が確立されていない。一方で、集合フェロモン物質を用いた防除が注目されており、その利用が期待されている。
Ｃｏｃｏｎｕｔ Ｒｈｉｎｏｃｅｒｏｓ Ｂｅｅｔｌｅの集合フェロモン物質は、４−メチルオクタン酸エチルであることが明らかとなっている（非特許文献１）。この集合フェロモン物質の合成法として、数種類が報告されている。例えば、マグネシウムと２−クロロヘキサンでグリニャール（Ｇｒｉｇｎａｒｄ）試薬を調製した後、テトラヒドロフラン、ヘキサメチルリン酸トリアミド、トリメチルクロロシラン、シアン化銅（Ｉ）触媒存在下、アクリル酸エチルと反応させることにより得られることが報告されている（非特許文献２）。また、１−ヘキサナールと３７％ホルマリン水溶液のマンニッヒ（Ｍａｎｎｉｃｈ）反応、続くアルデヒドの還元とジョンソン−クライゼン（Ｊｏｈｎｓｏｎ−Ｃｌａｉｓｅｎ）転位反応を行った後に水素添加反応を行い、４工程で４−メチルオクタン酸エチルを得られることが報告されている（非特許文献３）。
Ｒ．Ｈ．Ｈａｌｌｅｔｔ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｅｃｏｌ．１９９５，２１（１０），１５４９−１５７０．
Ｇ．Ｇｒｉｅｓ 得ｔａｌ．，Ｚ．Ｎａｔｕｒｆｏｒｓｃｈ．１９９４，４９ｃ，３６３−３６６．
Ｖａｌｅｎｔｉｎｅ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ ａｎｄ Ｆｏｏｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ
しかしながら、非特許文献２では、発がん性の疑いのあるヘキサメチルリン酸トリアミドを用いており、かつ収率が５６％と非常に低い。さらに、副生するグリニャール試薬のホモカプリング体が目的物の４−メチルオクタン酸エチルと沸点が非常に近く、蒸留では分離しにくいため工業的生産に向いていない。一方、非特許文献３では高濃度のホルマリン水溶液を用いているため、人体に有毒なホルムアルデヒド蒸気が発生する可能性が有り取扱が難しい。さらに、４工程で収率５５％と低収率である。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、安価かつ短工程、高収率で４−メチルオクタン酸エチルを製造する方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、安価かつ短工程、高収率で４−メチルオクタン酸エチルを製造する方法を提供することを目的とする。
本発明は、安価かつ大量に合成できる１−クロロ−２−メチルヘキサンのマロン酸エステル合成を行い、続くクラプチョ（Ｋｒａｐｃｈｏ）反応を行うことで、高収率、高純度で４−メチルオクタン酸エチルが得られることを見いだし、本発明を完成した。
本発明によれば、１−クロロ−２−メチルヘキサンのマロン酸エステル合成により、２−メチルヘキシルマロン酸ジエチルを得るステップと、上記２−メチルヘキシルマロン酸ジエチルの脱炭酸反応により、４−メチルオクタン酸エチルを得るステップを少なくとも含む４−メチルオクタン酸エチルの製造方法が提供される。
本発明によれば、１−クロロ−２−メチルヘキサンのマロン酸エステル合成により、２−メチルヘキシルマロン酸ジエチルを得るステップと、上記２−メチルヘキシルマロン酸ジエチルの脱炭酸反応により、４−メチルオクタン酸エチルを得るステップを少なくとも含む４−メチルオクタン酸エチルの製造方法が提供される。
本発明によれば、短工程かつ高収率で高純度の４−メチルオクタン酸エチルを安価に製造できる。
出発物質の１−クロロ−２−メチルヘキサン（１）は、例えば、市販の１−ブロモ−３−クロロ−２−メチルプロパンと市販のプロピルマグネシウム＝クロリドのカップリング反応により製造することができる。
１−クロロ−２−メチルヘキサン（１）は、マロン酸ジエチルと反応させて、２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（２）が得られる。このマロン酸エステル合成は、１−クロロ−２−メチルヘキサン（１）を溶媒中、塩基、ハロゲン化物存在下、マロン酸ジエチルと反応させることにより行うことができる。
マロン酸エステル合成に用いる塩基としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸バリウム等の炭酸塩類、水素化ナトリウム、水素化カリウム、水素化カルシウム等の水素化物、リチウム＝メトキシド、リチウム＝エトキシド、リチウム＝ｔ−ブトキシド、リチウム＝ｔ−アミロキシド、ナトリウム＝メトキシド、ナトリウム＝エトキシド、ナトリウム＝ｔ−ブトキシド、ナトリウム＝ｔ−アミロキシド、カリウム＝メトキシド、カリウム＝エトキシド、カリウム＝ｔ−ブトキシド、カリウム＝ｔ−アミロキシド等のアルコキシド類、リチウム＝アミド、リチウム＝ジイソプロピルアミド、リチウム＝ヘキサメチルジシラジド、リチウム＝ジシクロヘキシルアミド、ナトリウム＝アミド、ナトリウム＝ヘキサメチルジシラジド、カリウム＝ヘキサメチルジシラジド等の金属アミド類が挙げられ、ジアルキル化を抑制し、モノアルキル化体が効率よく得られるという観点から、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸バリウム等の炭酸塩類が好ましい。これらの塩基は単独で用いても複数の塩基を混合して用いてもよい。塩基は、反応性の観点から１−クロロ−２−メチルヘキサン１ｍｏｌに対して、好ましくは０．５ｍｏｌ〜２．５ｍｏｌ用いることができる。
マロン酸エステル合成に用いるハロゲン化物としては、例えば、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム等が挙げられ、反応性の観点から、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム等のヨウ化物が好ましい。反応初期に反応性の高い１−ブロモ−２−メチルヘキサンや１−ヨード−２−メチルヘキサンが系中に多量に存在すると、マロン酸エステル合成の生成物である２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（２）が更に反応したジアルキル化体が副生されてしまう。一方、マロン酸ジエチルに対する１−クロロ−２−メチルヘキサンと１−ヨード−２−メチルヘキサンの反応性は著しく異なるため、この反応性の差を利用して、反応性の低い１−クロロ−２−メチルヘキサンを徐々にヨウ素化しつつ、生成した１−ヨード−２−メチルヘキサンを瞬時にマロン酸ジエチルと反応させることにより、ジアルキル化体の副生を抑制することができる。これらのハロゲン化物は単独で用いても複数のハロゲン化物を混合して用いてもよい。ハロゲン化物は、反応性の観点から１−クロロ−２−メチルヘキサン１ｍｏｌに対して、好ましくは０．００１ｍｏｌ〜２．０ｍｏｌ用いることができる。
マロン酸エステル合成に用いる溶媒としては、例えば、トルエン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン、ジエチル＝エーテル等のエーテル系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチル＝スルホキシド、アセトニトリル等の極性溶媒が挙げられ、反応性の観点からＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドが好ましい。これらの溶媒は単独で用いても複数の溶媒を混合して用いてもよい。溶媒は、反応性の観点から１−クロロ−２−メチルヘキサン１ｍｏｌに対して、好ましくは３００ｇ〜２０００ｇ用いることができる。
マロン酸エステル合成の反応温度は、用いる溶媒によって異なるが、反応性の観点から好ましくは３５℃〜１８９℃である。
得られた２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（２）は、クラプチョ反応を行うことにより４−メチルオクタン酸エチル（３）が得られる。このクラプチョ反応は、２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（２）を溶媒中、塩、水存在下、加熱することで行うことができる。
クラプチョ反応に用いる塩としては、例えば、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム等のリチウム塩、フッ化ナトリウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、シアン化ナトリウム、酢酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸水素ナトリウム等のナトリウム塩、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、シアン化カリウム、酢酸カリウム、硝酸カリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素カリウム、リン酸水素二カリウム、炭酸カリウム、硫酸カリウム、硫酸水素カリウム等のカリウム塩、塩化マグネシウム等のマグネシウム塩が挙げられる。これらの塩は単独で用いても複数のハロゲン化物を混合して用いてもよい。塩は、反応性の観点から２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル１ｍｏｌに対して、好ましくは１．０ｍｏｌ〜５．０ｍｏｌ用いることができる。
クラプチョ反応に用いる水は、添加してもしなくても反応は進行するが、添加した方が反応速度が向上する傾向にある。用いる水は、反応性の観点から２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル１ｍｏｌに対して、好ましくは１．０ｍｏｌ〜５．０ｍｏｌ用いることができる。
クラプチョ反応に用いる溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチル＝スルホキシド等の極性溶媒、上記極性溶媒とトルエン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン、ジエチル＝エーテル等のエーテル系溶媒との混合溶媒が挙げられ、反応性の観点からＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドが好ましい。溶媒は、反応性の観点から２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル１ｍｏｌに対して、好ましくは３００ｇ〜２０００ｇ用いることができる。
クラプチョ反応の反応温度は、用いる溶媒によって異なるが、反応性の観点から好ましくは１００℃〜１９０℃である。
クラプチョ反応の反応温度は、用いる溶媒によって異なるが、反応性の観点から好ましくは１００℃〜１９０℃である。
マロン酸エステル合成のステップ、及びクラプチョ反応のステップは、各々単独で行い、マロン酸エステル合成の生成物（２）の単離後にクラチョ反応を行うこともできるが、クラプチョ反応のステップが、マロン酸エステル合成のステップに続いてイン・サイチュ（ｉｎ ｓｉｔｕ）で行われ、連続的に反応（ワンポット）することが好ましい。連続的に反応することにより、後処理、濃縮、再仕込み等の時間を大幅に短縮することができる。さらに、マロン酸エステル合成で用いた溶媒をそのままクラプチョ反応で用いることができ、マロン酸エステル合成で副生する塩をクラプチョ反応で用いることができることから、必要な試薬が大幅に少なくなり、廃棄物が少なくなることから環境への負荷が小さくなる。
以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
実施例１ ２−メチルヘキシルマロン酸ジエチルの製造
室温で反応器にナトリウム＝エトキシド（９３．５７ｇ、１．３８ｍｏｌ）、ヨウ化カリウム（１．８３ｇ、０．０１１ｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（７７０ｇ）、テトラヒドロフラン（３３０ｇ）を加え２５℃で３０分撹拌した。撹拌後、マロン酸ジエチル（２２０．２３ｇ、１．３８ｍｏｌ）を６０℃以下で滴下し、７０℃で１．５時間撹拌した後、１−クロロ−２−メチルヘキサン（１４８．１２ｇ、１．１０ｍｏｌ）を７０℃で滴下した。その後８９℃で還流させながら３５時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（２２０ｇ）、水（８８０ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（８８０ｇ）を添加して再度分液した後に、有機層を減圧下濃縮してヘキサンを除去し残渣を減圧蒸留すると、２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（２０６．１６ｇ、０．７９８ｍｏｌ）が収率７２．６％で得られた。
実施例１ ２−メチルヘキシルマロン酸ジエチルの製造
室温で反応器にナトリウム＝エトキシド（９３．５７ｇ、１．３８ｍｏｌ）、ヨウ化カリウム（１．８３ｇ、０．０１１ｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（７７０ｇ）、テトラヒドロフラン（３３０ｇ）を加え２５℃で３０分撹拌した。撹拌後、マロン酸ジエチル（２２０．２３ｇ、１．３８ｍｏｌ）を６０℃以下で滴下し、７０℃で１．５時間撹拌した後、１−クロロ−２−メチルヘキサン（１４８．１２ｇ、１．１０ｍｏｌ）を７０℃で滴下した。その後８９℃で還流させながら３５時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（２２０ｇ）、水（８８０ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（８８０ｇ）を添加して再度分液した後に、有機層を減圧下濃縮してヘキサンを除去し残渣を減圧蒸留すると、２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（２０６．１６ｇ、０．７９８ｍｏｌ）が収率７２．６％で得られた。
〔核磁気共鳴スペクトル〕１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝０．８６（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），０．８７（３Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．５Ｈｚ），１．０９−１．１６（１Ｈ，ｍ），１．１９−１．３１（５Ｈ，ｍ），１．２４（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），１．２５（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），１．３４−１．４３（１Ｈ，ｍ），１．６５（１Ｈ，ｄｄｄ，６．９，８．３，１４．０Ｈｚ），１．９３（１Ｈ，ｄｄｄ，５．３，８．６，１４．０Ｈｚ），３．４１（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝６．９，８．８Ｈｚ），４．１７（２Ｈ，ｑ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），４．１７（２Ｈ，ｑ，Ｊ＝７．３Ｈｚ）；１３Ｃ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝１４．０２，１４．０２，１４．０４，１９．２１，２２．７９，２８．９２，３０．７４，３５．７８，３６．３６，５０．０９，６１．１８，６１．２３，１６９．６５，１６９．８３
〔マススペクトル〕ＥＩ−マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ ２５９（Ｍ＋＋１），２１３，１７４，１６０，１３３，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９５９，２９３１，１７５２，１７３３，１４６５，１３６９，１２４１，１１７７，１１５１，１０３３
〔マススペクトル〕ＥＩ−マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ ２５９（Ｍ＋＋１），２１３，１７４，１６０，１３３，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９５９，２９３１，１７５２，１７３３，１４６５，１３６９，１２４１，１１７７，１１５１，１０３３
実施例２ ２−メチルヘキシルマロン酸ジエチルの製造
室温で反応器にカリウム＝ｔ−ブトキシド（６９４．３０ｇ、６．１９ｍｏｌ）、ヨウ化カリウム（１６４．３５ｇ、０．９９ｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（３４６５ｇ）、テトラヒドロフラン（１４８５ｇ）を加え２５℃で３０分撹拌した。撹拌後、マロン酸ジエチル（９９１．０５ｇ、６．１９ｍｏｌ）を６０℃以下で滴下し、７０℃で３０分間撹拌した後、１−クロロ−２−メチルヘキサン（６６６．５２ｇ、４．９５ｍｏｌ）を９０℃以下で滴下した。滴下終了後、９２℃で還流させながら１１時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（１４８５ｇ）、水（３９６０ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（３９６０ｇ）を添加して再度分液した後に、有機層を減圧下濃縮してヘキサンを除去し残渣を減圧蒸留すると、２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（９０６．８１ｇ、３．５１ｍｏｌ）が収率７０．９％で得られた。
室温で反応器にカリウム＝ｔ−ブトキシド（６９４．３０ｇ、６．１９ｍｏｌ）、ヨウ化カリウム（１６４．３５ｇ、０．９９ｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（３４６５ｇ）、テトラヒドロフラン（１４８５ｇ）を加え２５℃で３０分撹拌した。撹拌後、マロン酸ジエチル（９９１．０５ｇ、６．１９ｍｏｌ）を６０℃以下で滴下し、７０℃で３０分間撹拌した後、１−クロロ−２−メチルヘキサン（６６６．５２ｇ、４．９５ｍｏｌ）を９０℃以下で滴下した。滴下終了後、９２℃で還流させながら１１時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（１４８５ｇ）、水（３９６０ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（３９６０ｇ）を添加して再度分液した後に、有機層を減圧下濃縮してヘキサンを除去し残渣を減圧蒸留すると、２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（９０６．８１ｇ、３．５１ｍｏｌ）が収率７０．９％で得られた。
〔核磁気共鳴スペクトル〕１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝０．８６（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），０．８７（３Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．５Ｈｚ），１．０９−１．１６（１Ｈ，ｍ），１．１９−１．３１（５Ｈ，ｍ），１．２４（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），１．２５（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），１．３４−１．４３（１Ｈ，ｍ），１．６５（１Ｈ，ｄｄｄ，６．９，８．３，１４．０Ｈｚ），１．９３（１Ｈ，ｄｄｄ，５．３，８．６，１４．０Ｈｚ），３．４１（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝６．９，８．８Ｈｚ），４．１７（２Ｈ，ｑ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），４．１７（２Ｈ，ｑ，Ｊ＝７．３Ｈｚ）；１３Ｃ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝１４．０２，１４．０２，１４．０４，１９．２１，２２．７９，２８．９２，３０．７４，３５．７８，３６．３６，５０．０９，６１．１８，６１．２３，１６９．６５，１６９．８３
〔マススペクトル〕ＥＩ−マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ ２５９（Ｍ＋＋１），２１３，１７４，１６０，１３３，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９５９，２９３１，１７５２，１７３３，１４６５，１３６９，１２４１，１１７７，１１５１，１０３３
〔マススペクトル〕ＥＩ−マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ ２５９（Ｍ＋＋１），２１３，１７４，１６０，１３３，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９５９，２９３１，１７５２，１７３３，１４６５，１３６９，１２４１，１１７７，１１５１，１０３３
実施例３ ２−メチルヘキシルマロン酸ジエチルの製造
室温で反応器に炭酸カリウム（３４５．５３ｇ、２．５０ｍｏｌ）、ヨウ化カリウム（３．３２ｇ、０．０２ｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（１４００ｇ）、マロン酸ジエチル（４８０．５１ｇ、３．００ｍｏｌ）、１−クロロ−２−メチルヘキサン（２６９．３０ｇ、２．００ｍｏｌ）を加え１３０℃に昇温した。１３０℃到達後７時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（４００ｇ）、水（１６００ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（４００ｇ）を添加して再度分液した後に、有機層を減圧下濃縮してヘキサンを除去し残渣を減圧蒸留すると、２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（４３６．６１ｇ、１．６９ｍｏｌ）が収率８４．４％で得られた。
室温で反応器に炭酸カリウム（３４５．５３ｇ、２．５０ｍｏｌ）、ヨウ化カリウム（３．３２ｇ、０．０２ｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（１４００ｇ）、マロン酸ジエチル（４８０．５１ｇ、３．００ｍｏｌ）、１−クロロ−２−メチルヘキサン（２６９．３０ｇ、２．００ｍｏｌ）を加え１３０℃に昇温した。１３０℃到達後７時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（４００ｇ）、水（１６００ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（４００ｇ）を添加して再度分液した後に、有機層を減圧下濃縮してヘキサンを除去し残渣を減圧蒸留すると、２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（４３６．６１ｇ、１．６９ｍｏｌ）が収率８４．４％で得られた。
〔核磁気共鳴スペクトル〕１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝０．８６（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），０．８７（３Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．５Ｈｚ），１．０９−１．１６（１Ｈ，ｍ），１．１９−１．３１（５Ｈ，ｍ），１．２４（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），１．２５（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），１．３４−１．４３（１Ｈ，ｍ），１．６５（１Ｈ，ｄｄｄ，６．９，８．３，１４．０Ｈｚ），１．９３（１Ｈ，ｄｄｄ，５．３，８．６，１４．０Ｈｚ），３．４１（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝６．９，８．８Ｈｚ），４．１７（２Ｈ，ｑ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），４．１７（２Ｈ，ｑ，Ｊ＝７．３Ｈｚ）；１３Ｃ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝１４．０２，１４．０２，１４．０４，１９．２１，２２．７９，２８．９２，３０．７４，３５．７８，３６．３６，５０．０９，６１．１８，６１．２３，１６９．６５，１６９．８３
〔マススペクトル〕ＥＩ−マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ ２５９（Ｍ＋＋１），２１３，１７４，１６０，１３３，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９５９，２９３１，１７５２，１７３３，１４６５，１３６９，１２４１，１１７７，１１５１，１０３３
〔マススペクトル〕ＥＩ−マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ ２５９（Ｍ＋＋１），２１３，１７４，１６０，１３３，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９５９，２９３１，１７５２，１７３３，１４６５，１３６９，１２４１，１１７７，１１５１，１０３３
実施例４ ２−メチルヘキシルマロン酸ジエチルの製造
室温で反応器に炭酸カリウム（６．９１ｇ、０．０５０ｍｏｌ）、ヨウ化ナトリウム（０．０６０ｇ、０．４ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（２８ｇ）、マロン酸ジエチル（９．６１ｇ、０．０６ｍｏｌ）、１−クロロ−２−メチルヘキサン（５．３９ｇ、０．０４０ｍｏｌ）を加え１３０℃に昇温した。１３０℃到達後１０時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（８ｇ）、水（３２ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（８ｇ）を添加して再度分液した後に、有機層を減圧下濃縮してヘキサンを除去し残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製すると、２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（９．２２ｇ、０．０３５７ｍｏｌ）が収率８９．３％で得られた。
室温で反応器に炭酸カリウム（６．９１ｇ、０．０５０ｍｏｌ）、ヨウ化ナトリウム（０．０６０ｇ、０．４ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（２８ｇ）、マロン酸ジエチル（９．６１ｇ、０．０６ｍｏｌ）、１−クロロ−２−メチルヘキサン（５．３９ｇ、０．０４０ｍｏｌ）を加え１３０℃に昇温した。１３０℃到達後１０時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（８ｇ）、水（３２ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（８ｇ）を添加して再度分液した後に、有機層を減圧下濃縮してヘキサンを除去し残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製すると、２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（９．２２ｇ、０．０３５７ｍｏｌ）が収率８９．３％で得られた。
〔核磁気共鳴スペクトル〕１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝０．８６（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），０．８７（３Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．５Ｈｚ），１．０９−１．１６（１Ｈ，ｍ），１．１９−１．３１（５Ｈ，ｍ），１．２４（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），１．２５（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），１．３４−１．４３（１Ｈ，ｍ），１．６５（１Ｈ，ｄｄｄ，６．９，８．３，１４．０Ｈｚ），１．９３（１Ｈ，ｄｄｄ，５．３，８．６，１４．０Ｈｚ），３．４１（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝６．９，８．８Ｈｚ），４．１７（２Ｈ，ｑ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），４．１７（２Ｈ，ｑ，Ｊ＝７．３Ｈｚ）；１３Ｃ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝１４．０２，１４．０２，１４．０４，１９．２１，２２．７９，２８．９２，３０．７４，３５．７８，３６．３６，５０．０９，６１．１８，６１．２３，１６９．６５，１６９．８３
〔マススペクトル〕ＥＩ−マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ ２５９（Ｍ＋＋１），２１３，１７４，１６０，１３３，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９５９，２９３１，１７５２，１７３３，１４６５，１３６９，１２４１，１１７７，１１５１，１０３３
〔マススペクトル〕ＥＩ−マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ ２５９（Ｍ＋＋１），２１３，１７４，１６０，１３３，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９５９，２９３１，１７５２，１７３３，１４６５，１３６９，１２４１，１１７７，１１５１，１０３３
実施例５ ２−メチルヘキシルマロン酸ジエチルの製造
室温で反応器に炭酸ナトリウム（５．３０ｇ、０．０５０ｍｏｌ）、ヨウ化カリウム（０．０６６ｇ、０．４ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（２８ｇ）、マロン酸ジエチル（９．６１ｇ、０．０６ｍｏｌ）、１−クロロ−２−メチルヘキサン（５．３９ｇ、０．０４０ｍｏｌ）を加え１３０℃に昇温した。１３０℃到達後２２時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（８ｇ）、水（３２ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（８ｇ）を添加して再度分液した後に、有機層を減圧下濃縮してヘキサンを除去し残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製すると、２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（７．７８ｇ、０．０３０１ｍｏｌ）が収率７５．３％で得られた。
室温で反応器に炭酸ナトリウム（５．３０ｇ、０．０５０ｍｏｌ）、ヨウ化カリウム（０．０６６ｇ、０．４ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（２８ｇ）、マロン酸ジエチル（９．６１ｇ、０．０６ｍｏｌ）、１−クロロ−２−メチルヘキサン（５．３９ｇ、０．０４０ｍｏｌ）を加え１３０℃に昇温した。１３０℃到達後２２時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（８ｇ）、水（３２ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（８ｇ）を添加して再度分液した後に、有機層を減圧下濃縮してヘキサンを除去し残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製すると、２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（７．７８ｇ、０．０３０１ｍｏｌ）が収率７５．３％で得られた。
〔核磁気共鳴スペクトル〕１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝０．８６（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），０．８７（３Ｈ，ｄ，Ｊ＝６．５Ｈｚ），１．０９−１．１６（１Ｈ，ｍ），１．１９−１．３１（５Ｈ，ｍ），１．２４（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），１．２５（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），１．３４−１．４３（１Ｈ，ｍ），１．６５（１Ｈ，ｄｄｄ，６．９，８．３，１４．０Ｈｚ），１．９３（１Ｈ，ｄｄｄ，５．３，８．６，１４．０Ｈｚ），３．４１（１Ｈ，ｄｄ，Ｊ＝６．９，８．８Ｈｚ），４．１７（２Ｈ，ｑ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），４．１７（２Ｈ，ｑ，Ｊ＝７．３Ｈｚ）；１３Ｃ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝１４．０２，１４．０２，１４．０４，１９．２１，２２．７９，２８．９２，３０．７４，３５．７８，３６．３６，５０．０９，６１．１８，６１．２３，１６９．６５，１６９．８３
〔マススペクトル〕ＥＩ−マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ ２５９（Ｍ＋＋１），２１３，１７４，１６０，１３３，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９５９，２９３１，１７５２，１７３３，１４６５，１３６９，１２４１，１１７７，１１５１，１０３３
〔マススペクトル〕ＥＩ−マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ ２５９（Ｍ＋＋１），２１３，１７４，１６０，１３３，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９５９，２９３１，１７５２，１７３３，１４６５，１３６９，１２４１，１１７７，１１５１，１０３３
実施例６ ４−メチルオクタン酸エチルの製造
室温で反応器に炭酸セシウム（１６．２９ｇ、０．０５０ｍｏｌ）、ヨウ化カリウム（０．０６６ｇ、０．４ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（５６ｇ）、マロン酸ジエチル（９．６１ｇ、０．０６ｍｏｌ）、１−クロロ−２−メチルヘキサン（５．３９ｇ、０．０４０ｍｏｌ）を加え１３０℃に昇温した。１３０℃到達後８時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（８ｇ）、水（３２ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（８ｇ）を添加して再度分液した後に、有機層を減圧下濃縮してヘキサンを除去し残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製すると、中間体の２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（４．３７ｇ、０．０１６９ｍｏｌ）が収率４２．３％で、最終生成物の４−メチルオクタン酸エチル（３．１０ｇ、０．０１６６ｍｏｌ）が収率４１．６％で得られた。分離精製した２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（４．３７ｇ、０．０１６９ｍｏｌ）と、食塩（１．０５ｇ、０．０１８ｍｏｌ）、水（０．５９ｇ、０．０３２ｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（１５．１６ｇ）を室温で反応器に加え１３９℃で還流した。還流開始後、還流条件下で１３．５時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（７．２２ｇ）、水（１２．０３ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（１２．０３ｇ）を添加して、再度分液した後に有機層を減圧下濃縮して、ヘキサンを除去し残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製すると、４−メチルオクタン酸エチル（３．０５ｇ、０．０１６４ｍｏｌ）が得られた。上記二工程により、４−メチルオクタン酸エチル（６．１５ｇ、０．０３３ｍｏｌ）が８２．５％で得られた。
室温で反応器に炭酸セシウム（１６．２９ｇ、０．０５０ｍｏｌ）、ヨウ化カリウム（０．０６６ｇ、０．４ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（５６ｇ）、マロン酸ジエチル（９．６１ｇ、０．０６ｍｏｌ）、１−クロロ−２−メチルヘキサン（５．３９ｇ、０．０４０ｍｏｌ）を加え１３０℃に昇温した。１３０℃到達後８時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（８ｇ）、水（３２ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（８ｇ）を添加して再度分液した後に、有機層を減圧下濃縮してヘキサンを除去し残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製すると、中間体の２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（４．３７ｇ、０．０１６９ｍｏｌ）が収率４２．３％で、最終生成物の４−メチルオクタン酸エチル（３．１０ｇ、０．０１６６ｍｏｌ）が収率４１．６％で得られた。分離精製した２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（４．３７ｇ、０．０１６９ｍｏｌ）と、食塩（１．０５ｇ、０．０１８ｍｏｌ）、水（０．５９ｇ、０．０３２ｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（１５．１６ｇ）を室温で反応器に加え１３９℃で還流した。還流開始後、還流条件下で１３．５時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（７．２２ｇ）、水（１２．０３ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（１２．０３ｇ）を添加して、再度分液した後に有機層を減圧下濃縮して、ヘキサンを除去し残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製すると、４−メチルオクタン酸エチル（３．０５ｇ、０．０１６４ｍｏｌ）が得られた。上記二工程により、４−メチルオクタン酸エチル（６．１５ｇ、０．０３３ｍｏｌ）が８２．５％で得られた。
〔核磁気共鳴スペクトル〕１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝０．８６（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．５Ｈｚ），０．８７（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．９Ｈｚ），１．０８−１．１５（１Ｈ，ｍ），１．２０−１．３２（６Ｈ，ｍ），１．２４（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），１．３６−１．４６（２Ｈ，ｍ），１．６０−１．６９（１Ｈ，ｍ），２．２１−２．３４（２Ｈ，ｍ），４．１１（２Ｈ，ｑ，Ｊ＝６．９Ｈｚ）；１３Ｃ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝１４．０６，１４．２１，１９．２６，２２．９１，２９．１３，３１．９０，３２．１７，３２．３５，３６．３１，６０．１２，１７４．１２
〔マススペクトル〕ＥＩ−マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ １８６（Ｍ＋），１５７，１４１，１０１，８８，７３，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９５８，２９２８，１７３８，１４６３，１３７７，１２５１，１１７７，１１０９，１０３７
〔マススペクトル〕ＥＩ−マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ １８６（Ｍ＋），１５７，１４１，１０１，８８，７３，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９５８，２９２８，１７３８，１４６３，１３７７，１２５１，１１７７，１１０９，１０３７
実施例７ ４−メチルオクタン酸エチルの製造
室温で反応器に２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（４０１．７４ｇ、１．５６ｍｏｌ）、食塩（９７．２２ｇ、１．６６ｍｏｌ）、水（５４．０４ｇ、３．００ｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（１３９９．２６ｇ）を加え１３９℃で還流した。還流開始後、還流条件下で１３．５時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（６６６．４３ｇ）、水（１１１０．７１ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（１１１０．７１ｇ）を添加して再度分液した後に、有機層を減圧下濃縮してヘキサンを除去し残渣を減圧蒸留すると、４−メチルオクタン酸エチル（５６１．５７ｇ、３．０１ｍｏｌ）が収率９６．９％で得られた。
室温で反応器に２−メチルヘキシルマロン酸ジエチル（４０１．７４ｇ、１．５６ｍｏｌ）、食塩（９７．２２ｇ、１．６６ｍｏｌ）、水（５４．０４ｇ、３．００ｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（１３９９．２６ｇ）を加え１３９℃で還流した。還流開始後、還流条件下で１３．５時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（６６６．４３ｇ）、水（１１１０．７１ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（１１１０．７１ｇ）を添加して再度分液した後に、有機層を減圧下濃縮してヘキサンを除去し残渣を減圧蒸留すると、４−メチルオクタン酸エチル（５６１．５７ｇ、３．０１ｍｏｌ）が収率９６．９％で得られた。
〔核磁気共鳴スペクトル〕１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝０．８６（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．５Ｈｚ），０．８７（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．９Ｈｚ），１．０８−１．１５（１Ｈ，ｍ），１．２０−１．３２（６Ｈ，ｍ），１．２４（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），１．３６−１．４６（２Ｈ，ｍ），１．６０−１．６９（１Ｈ，ｍ），２．２１−２．３４（２Ｈ，ｍ），４．１１（２Ｈ，ｑ，Ｊ＝６．９Ｈｚ）；１３Ｃ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝１４．０６，１４．２１，１９．２６，２２．９１，２９．１３，３１．９０，３２．１７，３２．３５，３６．３１，６０．１２，１７４．１２
〔マススペクトル〕ＥＩ−マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ １８６（Ｍ＋），１５７，１４１，１０１，８８，７３，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９５８，２９２８，１７３８，１４６３，１３７７，１２５１，１１７７，１１０９，１０３７
〔マススペクトル〕ＥＩ−マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ １８６（Ｍ＋），１５７，１４１，１０１，８８，７３，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９５８，２９２８，１７３８，１４６３，１３７７，１２５１，１１７７，１１０９，１０３７
実施例８ ４−メチルオクタン酸エチルの製造
室温で反応器に炭酸カリウム（５５２．８４ｇ、４．００ｍｏｌ）、ヨウ化カリウム（６．６４ｇ、０．０４ｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（２８００ｇ）、マロン酸ジエチル（９６１．０２ｇ、６．００ｍｏｌ）、１−クロロ−２−メチルヘキサン（５３８．６０ｇ、４．００ｍｏｌ）を加え１３０℃に昇温した。１３０℃到達後９時間撹拌した。その後、１３０℃のまま水（１３９．０４ｇ、７．７２ｍｏｌ）を加え１１６℃還流条件下で１２時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（８００ｇ）、水（３２００ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（８００ｇ）を添加して再度分液した後に、有機層を減圧下濃縮してヘキサンを除去し残渣を減圧蒸留すると、４−メチルオクタン酸エチル（５９４．３４ｇ、３．１９ｍｏｌ）が収率７９．８％で得られた。
室温で反応器に炭酸カリウム（５５２．８４ｇ、４．００ｍｏｌ）、ヨウ化カリウム（６．６４ｇ、０．０４ｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（２８００ｇ）、マロン酸ジエチル（９６１．０２ｇ、６．００ｍｏｌ）、１−クロロ−２−メチルヘキサン（５３８．６０ｇ、４．００ｍｏｌ）を加え１３０℃に昇温した。１３０℃到達後９時間撹拌した。その後、１３０℃のまま水（１３９．０４ｇ、７．７２ｍｏｌ）を加え１１６℃還流条件下で１２時間撹拌した。５０℃以下に冷却後、反応液にヘキサン（８００ｇ）、水（３２００ｇ）を添加することで反応を停止した。分液により水層を除去し、水（８００ｇ）を添加して再度分液した後に、有機層を減圧下濃縮してヘキサンを除去し残渣を減圧蒸留すると、４−メチルオクタン酸エチル（５９４．３４ｇ、３．１９ｍｏｌ）が収率７９．８％で得られた。
〔核磁気共鳴スペクトル〕１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝０．８６（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．５Ｈｚ），０．８７（３Ｈ，ｔ，Ｊ＝６．９Ｈｚ），１．０８−１．１５（１Ｈ，ｍ），１．２０−１．３２（６Ｈ，ｍ），１．２４（２Ｈ，ｔ，Ｊ＝７．３Ｈｚ），１．３６−１．４６（２Ｈ，ｍ），１．６０−１．６９（１Ｈ，ｍ），２．２１−２．３４（２Ｈ，ｍ），４．１１（２Ｈ，ｑ，Ｊ＝６．９Ｈｚ）；１３Ｃ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝１４．０６，１４．２１，１９．２６，２２．９１，２９．１３，３１．９０，３２．１７，３２．３５，３６．３１，６０．１２，１７４．１２
〔マススペクトル〕ＥＩ−マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ １８６（Ｍ＋），１５７，１４１，１０１，８８，７３，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９５８，２９２８，１７３８，１４６３，１３７７，１２５１，１１７７，１１０９，１０３７
〔マススペクトル〕ＥＩ−マススペクトル（７０ｅＶ）：ｍ／ｚ １８６（Ｍ＋），１５７，１４１，１０１，８８，７３，２９
〔赤外吸収スペクトル〕（ＮａＣｌ）：ν＝２９５８，２９２８，１７３８，１４６３，１３７７，１２５１，１１７７，１１０９，１０３７
Claims (2)
- １−クロロ−２−メチルヘキサンのマロン酸エステル合成により、２−メチルヘキシルマロン酸ジエチルを得るステップと、
上記２−メチルヘキシルマロン酸ジエチルの脱炭酸反応により、４−メチルオクタン酸エチルを得るステップと
を少なくとも含む４−メチルオクタン酸エチルの製造方法。 - 上記脱炭酸反応のステップが、上記マロン酸エステル合成のステップに続いてイン・サイチュで行われる請求項１に記載の４−メチルオクタン酸エチルの製造方法。
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| ES17160393T ES2706298T3 (es) | 2016-03-16 | 2017-03-10 | Procedimiento de producción de 4-metiloctanoato de etilo |
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