JP6968834B2 - アルファ，ベータ−不飽和アルデヒドおよびケトンからのアルコールの調製のための方法 - Google Patents
アルファ，ベータ−不飽和アルデヒドおよびケトンからのアルコールの調製のための方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、フレグランス材料に、および、同じものを形成する方法に関する。とりわけ本発明は、α，β−不飽和アルデヒドおよびケトンからアルコールを製造するための方法に関する。
α，β−不飽和アルデヒドの還元は重要な反応であり、なぜなら可能な生成物、例えば飽和アルデヒド、および、飽和または不飽和アルコールは、フレグランス、化粧品、および医薬品産業において多くの使用を見出したためである；また、それらは様々な精製化学品の合成において関連した中間体を構成する。類似の反応性を有する２以上の部分の存在に起因して、とりわけ、全ての部分が反応するわけではないことが所望されるとき、反応は複雑である。
α，β−不飽和アルデヒドからアルコールを製造する方法は、文献において報告されている。例えば、P. J. Baricelliら（Catalysis Letters 2011, 141, 709-716）は、水溶性イオンルテニウムプレ−触媒を用いるα，β―不飽和アルデヒドの二相の水素化を記載している。条件に依存して、アルデヒド、飽和アルコールおよび不飽和アルコールの混合物が得られる。代替的に、α，β−不飽和アルデヒドからのアルコールは、例えば、Zhaoら（Applied Organometalic Chemistry 2010, 24, 763-766)によって記載されているとおり、混合された溶媒中の水素移動によって製造され得る。残念なことに、既知の方法は、カルボニル基およびＣ＝Ｃ結合の類似の反応性に関する選択性を欠いている。
しかしながら、産業、とりわけフレグランス産業の文脈において有用である方法のために、要求される高度の化学選択性を達成し、および、完全な、または実質的に完全な基質の変換を進行させなければならない。
したがって、α，β−位における二重結合に対する高度の変換および高度の化学選択性をもって、残存するＣ＝Ｃ結合（単数または複数）の水素化をすることなく進行する、１以上の二−または三置換オレフィン炭素−炭素二重結合（単数または複数）をさらに含有するα，β−不飽和アルデヒドおよびケトンからのアルコールの調製のための工業的に許容し得る方法の必要性が残っている。
したがって、α，β−位における二重結合に対する高度の変換および高度の化学選択性をもって、残存するＣ＝Ｃ結合（単数または複数）の水素化をすることなく進行する、１以上の二−または三置換オレフィン炭素−炭素二重結合（単数または複数）をさらに含有するα，β−不飽和アルデヒドおよびケトンからのアルコールの調製のための工業的に許容し得る方法の必要性が残っている。
驚くことに、出願人は、均一触媒、塩基および水素の存在下、少なくとも１つの付加的な二−および／または三置換炭素−炭素二重結合を含有するα，β−不飽和アルデヒド／ケトンを加熱することを含む二工程の方法が、α，β−不飽和アルデヒド／ケトンのそれらのそれぞれの飽和アルコールへの選択的な変換を、残存する二重結合（単数または複数）の水素化をすることなく許容することを見出した。
したがって、第一の側面において、
（ａ）水素ガス、塩基および均一ルテニウム触媒の存在下、式（ＩＩ）
で表される化合物を約３０〜７０℃（好ましくは、約４０〜６０℃（例として、約４５℃、約５０℃または約５５℃）まで加熱して、式（ＩＩＩ）
で表される化合物をもたらすこと；
（ａ）水素ガス、塩基および均一ルテニウム触媒の存在下、式（ＩＩ）
（ｂ）その後、温度を約１００〜１５０℃（好ましくは、約１１０〜１３０℃（例として、約１１５℃、約１２０℃または約１２５℃）まで上昇させ、式（Ｉ）
で表される化合物をもたらすこと；
式中
Ｒ１は、水素またはメチルであり；
Ｒ２は、水素またはメチルであり；
Ｒ３は、メチル、またはエチルであり；
Ｒ４は、水素またはメチルであり；および
Ｒは、少なくとも１つの（例として、２、または３の二重結合）非末端炭素−炭素二重結合（例えば３−メチルブタ−２−エニル、３，７−ジメチルオクタ−２，６−ジエニル、２，３−ジメチルブタ−２−エニル、ブタ−２−エニル、２，４，７−トリメチルオクタ−２，６−ジエニル、２−メチルペンタ−２−エニル）を含む、直鎖または分岐Ｃ３〜Ｃ１５アルキルである、
の工程を含む方法が提供される。
Ｒ１は、水素またはメチルであり；
Ｒ２は、水素またはメチルであり；
Ｒ３は、メチル、またはエチルであり；
Ｒ４は、水素またはメチルであり；および
Ｒは、少なくとも１つの（例として、２、または３の二重結合）非末端炭素−炭素二重結合（例えば３−メチルブタ−２−エニル、３，７−ジメチルオクタ−２，６−ジエニル、２，３−ジメチルブタ−２−エニル、ブタ−２−エニル、２，４，７−トリメチルオクタ−２，６−ジエニル、２−メチルペンタ−２−エニル）を含む、直鎖または分岐Ｃ３〜Ｃ１５アルキルである、
の工程を含む方法が提供される。
用語「非末端炭素−炭素二重結合」は、二置換隣接炭素−炭素二重結合、三置換炭素−炭素二重結合、または四置換炭素―炭素二重結合のいずれかを意味する。
非限定例は、Ｒ１が水素である、式（ＩＩ）で表される化合物である。
さらに、非限定例は、Ｒ１、およびＲ２が水素である、式（ＩＩ）で表される化合物である。
さらに、非限定例は、Ｒ１が水素であり、Ｒ２がメチルである、式（ＩＩ）で表される化合物である。
さらに、非限定例は、Ｒ１が水素であり、Ｒ２＝Ｒ３である、式（ＩＩ）で表される化合物である。
非限定例は、Ｒ１が水素である、式（ＩＩ）で表される化合物である。
さらに、非限定例は、Ｒ１、およびＲ２が水素である、式（ＩＩ）で表される化合物である。
さらに、非限定例は、Ｒ１が水素であり、Ｒ２がメチルである、式（ＩＩ）で表される化合物である。
さらに、非限定例は、Ｒ１が水素であり、Ｒ２＝Ｒ３である、式（ＩＩ）で表される化合物である。
さらに、非限定例は、α，β−不飽和二重結合が、好ましくはＥ−配置である、式（ＩＩ）で表される化合物である。
さらに、非限定例は、Ｒ３およびＲ４がメチルであり、α，β−不飽和二重結合が好ましくはＥ−配置である、式（ＩＩ）で表される化合物である。
さらに、非限定例は、Ｒが少なくとも１つの（例として、２または３の二重結合）三置換炭素―炭素二重結合を含む分岐Ｃ５〜Ｃ１５アルキル（Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０およびＣ１１アルキルを包含する）である、式（ＩＩ）で表される化合物である。
さらに、非限定例は、Ｒ３およびＲ４がメチルであり、α，β−不飽和二重結合が好ましくはＥ−配置である、式（ＩＩ）で表される化合物である。
さらに、非限定例は、Ｒが少なくとも１つの（例として、２または３の二重結合）三置換炭素―炭素二重結合を含む分岐Ｃ５〜Ｃ１５アルキル（Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０およびＣ１１アルキルを包含する）である、式（ＩＩ）で表される化合物である。
さらに、式（ＩＩ）で表される化合物の非限定例は、３，７−ジメチルオクタ−２，６−ジエナール（Ｒは、１つの三置換二重結合を含むＣ５−アルキルである）；２，４，７，１１−テトラメチルドデカ−２，６，１０−トリエナール（Ｒは、２つの三置換二重結合を含むＣ１０−アルキルである）；２，３，６，７−テトラメチルオクタ−２，６−ジエナール（Ｒは、１つの四置換二重結合を含むＣ６−アルキルである）；２，４−ジメチルオクタ−２，６−ジエナール（Ｒは、１つの隣接二置換二重結合を含むＣ４−アルキルである）；３，７，１１−トリメチルドデカ−２，６，１０−トリエナール（Ｒは、２つの三置換二重結合を含むＣ１０−アルキルである）；３，６，８，１１−テトラメチルドデカ−２，６，１０−トリエナール（Ｒは、２つの三置換二重結合を含むＣ１１−アルキルである）；および２，４，６−トリメチルノナ−２，６−ジエナール（Ｒは、１つの三置換二重結合を含むＣ６−アルキルである）から選択される化合物である。
本発明において採用されるルテニウム触媒は、EP1970360において開示されるいずれのものでもよく、文献中に含まれるルテニウム触媒を開示する目的のために、この文献は、参照によって本明細書に組込まれる。
本発明の特定の態様において、方法は均一ルテニウム（ＩＩ）触媒の存在下で進行する。用語「均一触媒」は当業者に周知であり、基質と同じ相において存在する触媒を指す。
本発明の特定の態様において、方法は均一ルテニウム（ＩＩ）触媒の存在下で進行する。用語「均一触媒」は当業者に周知であり、基質と同じ相において存在する触媒を指す。
１つの態様において、均一ルテニウム（ＩＩ）触媒は、２種のトリアリールホスフィン、ジアミンおよび２種の電気陰性リガンドを有する錯体（Ａ）
である（例として、Ｘはハロゲン、例えばＣｌ、Ｂｒ、およびＩであってもよい）。
１つの特定の態様において、ルテニウム（ＩＩ）触媒は、Ａｒがパラ−メチルフェニルである、式（Ａ）で表される化合物である。
である（例として、Ｘはハロゲン、例えばＣｌ、Ｂｒ、およびＩであってもよい）。
１つの特定の態様において、ルテニウム（ＩＩ）触媒は、Ａｒがパラ−メチルフェニルである、式（Ａ）で表される化合物である。
別の特定の態様において、ルテニウム（ＩＩ）触媒はＲｕＣｌ２（ＰＰｈ３）２（エチレン−ジアミン）であり、それは市販のものであるか、または、例えばTakeshi Ohkumaら（J. Am. Chem. Soc. 1995,117, 10417）によって記載されているとおりの方法によって、市販の試薬からin situで調製されてもよい。
高い商業価値のものであるために、基質（式（ＩＩ）で表される化合物）および触媒の間のモル比は、少なくとも５００：１、好ましくは約１０００：１および約１００００：１の間であり、またはさらに高い。
高い商業価値のものであるために、基質（式（ＩＩ）で表される化合物）および触媒の間のモル比は、少なくとも５００：１、好ましくは約１０００：１および約１００００：１の間であり、またはさらに高い。
高い収量を得るために、工程（ｂ）は、実質的に全ての基質（ＩＩ）が式（ＩＩＩ）で表される化合物へ変換された、例えば、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）相対ピーク面積によって測定されるとおり、基質の８８％以上（９０、９２、９５、９８、９９％を包含する）が変換された後に続く。例えば、５０％変換は、出発物質（式（ＩＩ）で表される化合物）のピーク面積が同じＧＣ条件下で５０％減少したことを意味する。変換は、当該分野において既知の技術によって測定され得る。例えば、所与の時間後に反応混合物の試料を取り出して、ＧＣ分析によって該混合物を分析することによって測定され得る。任意に、また、核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光法または薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）によって反応を監視してもよい。
本明細書中に記載される方法の高い化学選択性に加えて、方法のさらなる利点は、ほとんど溶媒なしで実施され得ることである。唯一の必要な溶媒は、塩基の溶解性を補助するためである。好適な溶媒は、アルキルアルコール、例えばメタノール、エタノール、イソ−プロパノール、ｎ−ブタノールを包含する。
好適な塩基は、水酸化物（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化セシウムなど）、アルコラート（例えば、ナトリウムメトキシド、カリウムエトキシドなど）、カルボン酸塩（例えば、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムなど）、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸カリウム、炭酸セシウムなどを包含する炭酸塩および炭酸水素塩からなる群から選択されるアルカリ金属化合物を包含する。
好適な塩基は、水酸化物（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化セシウムなど）、アルコラート（例えば、ナトリウムメトキシド、カリウムエトキシドなど）、カルボン酸塩（例えば、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムなど）、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸カリウム、炭酸セシウムなどを包含する炭酸塩および炭酸水素塩からなる群から選択されるアルカリ金属化合物を包含する。
１つの態様において、本発明の方法は、水酸化ナトリウム、ナトリウムメトキシドおよび水酸化カリウムから選択される塩基の存在下で行われる。
本発明は、今やさらに、以下の非限定例を参照して記載される。これらの例は、例示のみの目的であり、変化および変更は当業者によってなされ得ると解される。
例１：
大気雰囲気下、ＮａＯＭｅ（ＭｅＯＨ中３０ｗｔ％）（１９．８ｇ、４．０ｗｔ％、０．１１ｍｏｌ）をＲｕＣｌ２（ＰＰｈ３）２（エチレンジアミン）触媒（０．１９７ｇ、０．２６ｍｍｏｌ）、２，４，７−トリメチルオクタ−２，６−ジエナール（９４．２％純度、Ｅ／Ｚ、５０：１）（４９９．２ｇ、３．００ｍｏｌ）およびｉ−ＰｒＯＨ（１０ｇ）を含有する１Ｌステンレス鋼オートクレーブへ加えた。オーバーヘッドスターラーで撹拌している間、オートクレーブをＮ２で３回、次いでＨ２で３回吹き付け、次いでＨ２圧力をかけて（４１．０ｂａｒ）、５０℃まで加熱した。３．９時間後、ＧＣ（相対ピーク面積）によってほとんど完全なＣ＝Ｏ変換を観察し（＞９５．５％）、２，４，７−トリメチルオクタ−２，６−ジエノール（式（ＩＩＩ）で表される化合物）をもたらした。
大気雰囲気下、ＮａＯＭｅ（ＭｅＯＨ中３０ｗｔ％）（１９．８ｇ、４．０ｗｔ％、０．１１ｍｏｌ）をＲｕＣｌ２（ＰＰｈ３）２（エチレンジアミン）触媒（０．１９７ｇ、０．２６ｍｍｏｌ）、２，４，７−トリメチルオクタ−２，６−ジエナール（９４．２％純度、Ｅ／Ｚ、５０：１）（４９９．２ｇ、３．００ｍｏｌ）およびｉ−ＰｒＯＨ（１０ｇ）を含有する１Ｌステンレス鋼オートクレーブへ加えた。オーバーヘッドスターラーで撹拌している間、オートクレーブをＮ２で３回、次いでＨ２で３回吹き付け、次いでＨ２圧力をかけて（４１．０ｂａｒ）、５０℃まで加熱した。３．９時間後、ＧＣ（相対ピーク面積）によってほとんど完全なＣ＝Ｏ変換を観察し（＞９５．５％）、２，４，７−トリメチルオクタ−２，６−ジエノール（式（ＩＩＩ）で表される化合物）をもたらした。
オートクレーブの温度を１２０℃まで上げた（０．２ｈ以内に到達した温度）。さらなる３．９ｈ後、反応を停止し、室温まで冷却し、圧力を取り除き、オートクレーブをＮ２で３回吹き付けた。黄色い均一混合物を水（２１０ｍＬ）で洗浄した。水相をメチルｔｅｒｔブチルエーテル（３５０ｍＬ）で抽出した。有機層をブライン（１００ｍＬ）、水（１００ｍＬ）で洗浄し、ＭｇＳＯ４（５０．０ｇ）上で乾燥させ、濾過し、真空中で濃縮した。得られた黄色い液体へ、パラフィン油（１２．３ｇ）を加え、ビグリューカラムを使用した蒸留後、２，４，７−トリメチルオクタ−６−エン−１−オールの無色の液体を得た（４２６．２ｇ、９２．４％純度、８１．９ｍｏｌ％化学収率、０．５ｍｂａｒでの沸点＝７５℃）。主生成物に加えて、微量の中間体２，４，７−トリメチルオクタ−２，６−ジエノール、およびそれらの二重結合異性体、例えば（Ｅ）／（Ｚ）−２，４，７−トリメチルオクタ−３，６−ジエン−１−オール、および（Ｅ）／（Ｚ）−２，４，７−トリメチルオクタ−４，６−ジエナールを同定した。
例２：
１０ｍＬガラスバイアルを、１ｇの２，４，６−トリメチルノナ−２，６−ジエナール（９９％純度、Ｅ／Ｚ、３２：１）、１ｍＬ シクロヘキサン、２．１ｍｇのＣｌ２Ｒｕ（ＰＰｈ３）２（エチレンジアミン）および２１０μＬのＮａＯＭｅ（ＭｅＯＨ中３０ｗｔ％）で満たした。バイアルに撹拌子を備え付け、封止した。バイアルを、Ｈ２の圧力（４０ｂａｒ）に設定する前に、Ｎ２（１ｂａｒ）、次いでＨ２（１ｂａｒ）で３回吹き付けた。反応混合物を２ｈ５０℃、次いでさらに２ｈ１２０℃で加熱した。一旦冷却し、Ｈ２過圧をパージし、バイアルにＮ２を吹き付けた。反応混合物をＨ２Ｏでクエンチし、層を分離し、水相をＭＴＢＥで２回抽出した。合わせた有機相をブラインで洗浄し、ＭｇＳＯ４上で乾燥させ、濾過し、溶媒除去することによって粗アルコールを得、それをクーゲルロールを使用した蒸留によって精製することで（Ｔ＝１００°Ｃ、ｔ＝１５ｍｉｎ、ｐ＝０．２ｍｂａｒ）、２，４，６−トリメチルノナ−６−エン−１−オールの無色の液体を得た（４５０ｍｇ、８２％純度、３６．９ｍｏｌ％化学収率）。
１０ｍＬガラスバイアルを、１ｇの２，４，６−トリメチルノナ−２，６−ジエナール（９９％純度、Ｅ／Ｚ、３２：１）、１ｍＬ シクロヘキサン、２．１ｍｇのＣｌ２Ｒｕ（ＰＰｈ３）２（エチレンジアミン）および２１０μＬのＮａＯＭｅ（ＭｅＯＨ中３０ｗｔ％）で満たした。バイアルに撹拌子を備え付け、封止した。バイアルを、Ｈ２の圧力（４０ｂａｒ）に設定する前に、Ｎ２（１ｂａｒ）、次いでＨ２（１ｂａｒ）で３回吹き付けた。反応混合物を２ｈ５０℃、次いでさらに２ｈ１２０℃で加熱した。一旦冷却し、Ｈ２過圧をパージし、バイアルにＮ２を吹き付けた。反応混合物をＨ２Ｏでクエンチし、層を分離し、水相をＭＴＢＥで２回抽出した。合わせた有機相をブラインで洗浄し、ＭｇＳＯ４上で乾燥させ、濾過し、溶媒除去することによって粗アルコールを得、それをクーゲルロールを使用した蒸留によって精製することで（Ｔ＝１００°Ｃ、ｔ＝１５ｍｉｎ、ｐ＝０．２ｍｂａｒ）、２，４，６−トリメチルノナ−６−エン−１−オールの無色の液体を得た（４５０ｍｇ、８２％純度、３６．９ｍｏｌ％化学収率）。
比較例１：
大気雰囲気下、ＮａＯＭｅ（ＭｅＯＨ中３０ｗｔ％）（１９．８ｇ，４．０ｗｔ％、０．１１ｍｏｌ）を、ＲｕＣｌ２（ＰＰｈ３）２（エチレンジアミン）触媒（０．１９７ｇ、０．２６ｍｍｏｌ）、２，４，７−トリメチルオクタ−２，６，ジエナール（９４．２％純度、Ｅ／Ｚ、５０：１）（４９９．３５ｇ、２．７８ｍｏｌ）およびｉ−ＰｒＯＨ（１０ｇ）を含有する１Ｌステンレス鋼オートクレーブに加える。オーバーヘッドスターラーを用いて撹拌している間、オートクレーブをＮ２で３回、次いでＨ２で３回吹き付け、次いでＨ２圧力をかけて（４１．０ｂａｒ）、１２０℃まで加熱した。２２時間後、ほとんど完全なＣ＝Ｏ変換を観測しＧＣ（相対ピーク面積）によって測定した（＞９５．５％）。
大気雰囲気下、ＮａＯＭｅ（ＭｅＯＨ中３０ｗｔ％）（１９．８ｇ，４．０ｗｔ％、０．１１ｍｏｌ）を、ＲｕＣｌ２（ＰＰｈ３）２（エチレンジアミン）触媒（０．１９７ｇ、０．２６ｍｍｏｌ）、２，４，７−トリメチルオクタ−２，６，ジエナール（９４．２％純度、Ｅ／Ｚ、５０：１）（４９９．３５ｇ、２．７８ｍｏｌ）およびｉ−ＰｒＯＨ（１０ｇ）を含有する１Ｌステンレス鋼オートクレーブに加える。オーバーヘッドスターラーを用いて撹拌している間、オートクレーブをＮ２で３回、次いでＨ２で３回吹き付け、次いでＨ２圧力をかけて（４１．０ｂａｒ）、１２０℃まで加熱した。２２時間後、ほとんど完全なＣ＝Ｏ変換を観測しＧＣ（相対ピーク面積）によって測定した（＞９５．５％）。
反応を停止させ、室温まで冷却し、圧力を取り除き、オートクレーブをＮ２で３回吹き付ける。黄色い均一混合物を水（２１０ｍＬ）で洗浄する。水相をメチルｔｅｒｔブチルエーテル（３５０ｍＬ）で抽出する。有機層をブライン（１００ｍＬ）、水（１００ｍＬ）で洗浄し、ＭｇＳＯ４（５０．０ｇ）上で乾燥させ、濾過し、真空中で濃縮する。得られた黄色い液体へ、パラフィン油（１２．３ｇ）を加え、ビグリューカラムを使用した蒸留後、２，４，７−トリメチルオクタ−６−エン−１−オールの無色の液体を得る（２９８．５ｇ、８９．１％純度、６９ｍｏｌ％化学収率）。
Claims (3)
- （ａ）水素ガス、塩基および均一ルテニウム触媒の存在下、式（ＩＩ）
で表される化合物を３０〜７０℃まで加熱して、式（ＩＩＩ）
で表される化合物をもたらすこと；
（ｂ）その後、温度を１００〜１５０℃まで上昇させて、式（Ｉ）
で表される化合物をもたらすこと；
式中
Ｒ１は、水素またはメチルであり；
Ｒ２は、水素またはメチルであり；
Ｒ３は、メチル、またはエチルであり；
Ｒ４は、水素またはメチルであり；および
Ｒは、少なくとも１つの非末端炭素−炭素二重結合を含む直鎖または分岐Ｃ３〜Ｃ１０アルキルである、
の工程を含む方法。 - 触媒が均一ルテニウム（ＩＩ）触媒である、請求項１に記載の方法。
- 式（ＩＩ）で表される化合物のα，β−不飽和二重結合がＥ−配置である、請求項１または２に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
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