JP7137687B2 - α－アリル化シクロアルカノンを製造する方法 - Google Patents
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Description
本発明は、一般式（ＩＶ）で表されるα－アリル化シクロアルカノンの製造方法に関する。
大環状化合物は、医薬品、香料、農薬等の分野において有用な活性を示すことが知られている。大環状ケトンの一種であるムセノンは、生分解性に優れ、高い残香性と優雅な質感を持つ香料素材である。近年の易分解性の合成ムスク素材のニーズの高まりに対応するべく、安全で高効率な製造方法の開発が求められている。
ムセノンは、シクロドデカノンのα位をアリル化し、２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンを得る工程、さらに２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンから変換する数工程を含む方法により、得ることができる。シクロドデカノンのα位アリル化としては、以下の方法が報告されている。シクロドデカノンとメタリルクロライドとを反応させ、２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンを１工程で得る方法である（特許文献１）。
また、１，１－ジメトキシシクロドデカンにプロピオン酸存在下、クロチルアルコールと反応させて２－（１－メチルアリール）シクロドデカノンを製造する方法も報告されている（特許文献２）。
また、大環状化合物ではないが、環状ケトンのα位にアリル基を導入する反応が、報告されている（特許文献３、非特許文献１）。
また、シクロヘキサノンジアリルアセタールをパラトルエンスルホン酸存在下に加熱し、２－アリルシクロヘキサノンを製造する反応が、報告されている（非特許文献１）。
W.L.Howard, N.B.Lorette, Organic Synthesis, Vol.5, 1973, p.14
前記のように、シクロアルカノンのα位アリル化の代わりにシクロアルカノンジアルキルアセタールを出発物質とし、α－アリル化シクロアルカノンを製造するためには、様々な酸の存在下に反応させることが知られていた。しかしながら、向上した収率で高純度のα－アリル化シクロアルカノンを得る方法は知られていなかった。
本発明の課題は、環状化合物のシクロアルカノンジアルキルアセタール体、またはアルコキシビニルエーテル体を出発物質とし、向上した収率で高純度のα－アリル化シクロアルカノンを得る方法を提供することである。
本発明者らは、驚くべきことに、シクロアルカノンジアルキルアセタール体および／またはアルコキシビニルエーテル体に、特定の酸触媒存在下において、アリルアルコールを反応させることにより、α－アリル化シクロアルカノンを、向上した収率で、かつ、高純度で得ることを見出した。
すなわち、本発明は、下記一般式（ＩＶ）で表される化合物（以下、「式（ＩＶ）の化合物」または「化合物（ＩＶ）と呼ぶことがある）の製造方法であって、
一般式（Ｉ）で表される化合物（シクロアルカノンジアルキルアセタール体）（以下、「式（Ｉ）の化合物」または「化合物（Ｉ）」と呼ぶことがある）および／または一般式（ＩＩ）で表される化合物（アルコキシビニルエーテル体）（以下、「式（ＩＩ）の化合物」または「化合物（ＩＩ）」と呼ぶことがある）と、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物（以下、「式（ＩＩＩ）の化合物」または「化合物（ＩＩＩ）」と呼ぶことがある）とを酸触媒の存在下で反応させ、一般式（ＩＶ）で表されるα－アリル化シクロアルカノン（以下、「式（ＩＶ）の化合物」または「化合物（ＩＶ）」と呼ぶことがある）を得る工程を含み、
前記酸触媒が、アンモニウムカチオンとアニオンとからなる酸触媒を含む方法である。
一般式（Ｉ）で表される化合物（シクロアルカノンジアルキルアセタール体）（以下、「式（Ｉ）の化合物」または「化合物（Ｉ）」と呼ぶことがある）および／または一般式（ＩＩ）で表される化合物（アルコキシビニルエーテル体）（以下、「式（ＩＩ）の化合物」または「化合物（ＩＩ）」と呼ぶことがある）と、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物（以下、「式（ＩＩＩ）の化合物」または「化合物（ＩＩＩ）」と呼ぶことがある）とを酸触媒の存在下で反応させ、一般式（ＩＶ）で表されるα－アリル化シクロアルカノン（以下、「式（ＩＶ）の化合物」または「化合物（ＩＶ）」と呼ぶことがある）を得る工程を含み、
前記酸触媒が、アンモニウムカチオンとアニオンとからなる酸触媒を含む方法である。
前記式中、
Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、同一または異なって、炭素数１以上４以下のアルキル基であり、
基－Ａ1－（ただし、先の結合手は炭素原子Ｃ1と結合する結合手を意味し、後の結合手は炭素原子Ｃ2と結合する結合手を意味する）は、任意にヘテロ原子を含んでもよく、任意に置換基を有してもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基であり、
Ｒ4は、水素原子または炭素数１以上４以下のアルキル基である。
Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、同一または異なって、炭素数１以上４以下のアルキル基であり、
基－Ａ1－（ただし、先の結合手は炭素原子Ｃ1と結合する結合手を意味し、後の結合手は炭素原子Ｃ2と結合する結合手を意味する）は、任意にヘテロ原子を含んでもよく、任意に置換基を有してもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基であり、
Ｒ4は、水素原子または炭素数１以上４以下のアルキル基である。
前記工程においては、式（Ｉ）の化合物および／または式（ＩＩ）の化合物のアセタール部分（ＯＲ1、ＯＲ2、ＯＲ3）と式（ＩＩＩ）の化合物とがアセタール交換し、その後、クライゼン転位が生じることにより、式（ＩＶ）の化合物が得られる。
また、本発明は、一般式（Ｖ）で表される化合物（以下、「式（Ｖ）の化合物」または「化合物（Ｖ）」と呼ぶことがある）および炭素数１以上４以下のアルコールとを第２酸触媒の存在下で反応させることにより、式（Ｉ）の化合物（シクロアルカノンジアルキルアセタール体）および／または式（ＩＩ）の化合物（アルコキシビニルエーテル体）を製造する工程を更に含む、式（ＩＶ）の化合物の製造方法である。
前記式中、
Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、同一または異なって、炭素数１以上４以下のアルキル基であり、
基－Ａ1－（ただし、先の結合手は炭素原子Ｃ1と結合する結合手を意味し、後の結合手は炭素原子Ｃ2と結合する結合手を意味する）は、任意にヘテロ原子を含んでもよく、任意に置換基を有してもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基である。
Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、同一または異なって、炭素数１以上４以下のアルキル基であり、
基－Ａ1－（ただし、先の結合手は炭素原子Ｃ1と結合する結合手を意味し、後の結合手は炭素原子Ｃ2と結合する結合手を意味する）は、任意にヘテロ原子を含んでもよく、任意に置換基を有してもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基である。
本発明によれば、環状化合物のシクロアルカノンジアルキルアセタール体、またはアルコキシビニルエーテル体を出発物質とし、α－アリル化シクロアルカノンを、向上した収率、かつ高純度の生成物を向上した収率で得ることができる。
本願明細書において、「ムセノン」とは、フィルメニッヒＳＡ（ジュネーブ、スイス）の香料であり、様々な異性体のラセミ混合物である。具体的には、ムセノンは、主に、Ｚ－３－メチル－シクロペンタデカ－５－エン－１－オン、Ｅ－３－メチル－シクロペンタデカ－５－エン－１－オン、Ｅ－３－メチル－シクロペンタデカ－４－エン－１－オン及びＺ－３－メチル－シクロペンタ デカ－４－エン－１－オンの混合物の総称である。
＜式（Ｉ）の化合物、式（ＩＩ）の化合物、式（ＩＩＩ）の化合物、式（ＩＶ）の化合物、および式（Ｖ）の化合物＞
前記式（Ｉ）、式（ＩＩ）、式（ＩＶ）および式（Ｖ）において、基－Ａ1－の「任意にヘテロ原子を含んでもよく、任意に置換基を有していてもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基」の「炭素数４以上２０以下のアルキレン基」は、例えば、基－（ＣＨ2）4－、基－（ＣＨ2）5－、基－（ＣＨ2）6－、基－（ＣＨ2）7－、基－（ＣＨ2）8－、基－（ＣＨ2）9－、基－（ＣＨ2）10－、基－（ＣＨ2）11－、基－（ＣＨ2）12－、基－（ＣＨ2）13－、基－（ＣＨ2）14－、基－（ＣＨ2）15－、基－（ＣＨ2）16－、基－（ＣＨ2）17－、基－（ＣＨ2）18－、基－（ＣＨ2）19－および基－（ＣＨ2）20－で表される。得られる一般式（Ｉ）の化合物を香料化合物の前駆体として利用する観点から、前記「炭素数４以上２０以下のアルキレン基」としては、炭素数６以上１４以下のアルキレンが好ましく、炭素数８以上１４以下がより好ましく、炭素数１０以上１４以下が更に好ましく、炭素数１０以上１２以下のアルキレンが更により好ましい。
前記式（Ｉ）、式（ＩＩ）、式（ＩＶ）および式（Ｖ）において、基－Ａ1－の「任意にヘテロ原子を含んでもよく、任意に置換基を有していてもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基」の「炭素数４以上２０以下のアルキレン基」は、例えば、基－（ＣＨ2）4－、基－（ＣＨ2）5－、基－（ＣＨ2）6－、基－（ＣＨ2）7－、基－（ＣＨ2）8－、基－（ＣＨ2）9－、基－（ＣＨ2）10－、基－（ＣＨ2）11－、基－（ＣＨ2）12－、基－（ＣＨ2）13－、基－（ＣＨ2）14－、基－（ＣＨ2）15－、基－（ＣＨ2）16－、基－（ＣＨ2）17－、基－（ＣＨ2）18－、基－（ＣＨ2）19－および基－（ＣＨ2）20－で表される。得られる一般式（Ｉ）の化合物を香料化合物の前駆体として利用する観点から、前記「炭素数４以上２０以下のアルキレン基」としては、炭素数６以上１４以下のアルキレンが好ましく、炭素数８以上１４以下がより好ましく、炭素数１０以上１４以下が更に好ましく、炭素数１０以上１２以下のアルキレンが更により好ましい。
前記式（Ｉ）、式（ＩＩ）、式（ＩＶ）および式（Ｖ）において、基－Ａ1－の「任意にヘテロ原子を含んでもよく、任意に置換基を有していてもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基」の「任意にヘテロ原子を含んでもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基」は、ヘテロ原子として、酸素、窒素および／または硫黄原子を含んでもよい。すなわち、「任意にヘテロ原子を含んでもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基」は、反応を阻害しないエーテル結合（－Ｏ－）、エステル結合（－Ｃ（＝Ｏ）－Ｏ－または－Ｏ－Ｃ（＝Ｏ）－）、チオエーテル基（－Ｓ－）またはこれらを含んでもよい、炭素数４以上２０以下のアルキレン基である。前記「エーテル結合、エステル結合、チオエーテル基またはこれらを更に含んでもよい、炭素数４以上２０以下のアルキレン基」は、例えば、基－（ＣＨ2）2－Ｏ－（ＣＨ2）2－、基－（ＣＨ2）2－Ｏ－（ＣＨ2）6－、基－（ＣＨ2）3－Ｏ－（ＣＨ2）5－、基－（ＣＨ2）4－Ｏ－（ＣＨ2）4－、基－（ＣＨ2）2－Ｏ－（ＣＨ2）7－、基－（ＣＨ2）3－Ｏ－（ＣＨ2）6－、基－（ＣＨ2）4－Ｏ－（ＣＨ2）5－、基－（ＣＨ2）－Ｏ－（ＣＨ2）9－、基－（ＣＨ2）2－Ｏ－（ＣＨ2）8－、基－（ＣＨ2）3－Ｏ－（ＣＨ2）7－、基－（ＣＨ2）4－Ｏ－（ＣＨ2）6－、基－（ＣＨ2）5－Ｏ－（ＣＨ2）5－、基－（ＣＨ2）2－ＮＨ－（ＣＨ2）2－などが挙げられ、得られる一般式（ＩＶ）の化合物を香料化合物の前駆体として利用する観点から、基－（ＣＨ2）－Ｏ－（ＣＨ2）9－、基－（ＣＨ2）2－Ｏ－（ＣＨ2）8－、基－（ＣＨ2）3－Ｏ－（ＣＨ2）7－、基－（ＣＨ2）4－Ｏ－（ＣＨ2）6－、基－（ＣＨ2）5－Ｏ－（ＣＨ2）5－が好ましい。
基－Ａ1－の「任意にヘテロ原子を含んでもよく、任意に置換基を有していてもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基」は、１以上、好ましくは１又は２の置換基を有していてもよい「任意にヘテロ原子を含んでもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基」である。前記置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アルカノイル基、アリール基、アラルキル基、アリールオキシ基、アシロキシ基、カルボキシ基、ハロゲン原子、炭素環、複素環などが挙げられ、アルキル基、アルコキシカルボニル基、アルコキシ基が好ましく、アルキル基がより好ましい。なお、前記置換基がアルキル基である場合、そのアルキル基の炭素数は「任意にヘテロ原子を含んでもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基」の炭素数４以上２０以下には含まれない。
前記置換基の２以上は、互いに結合して、前記置換基が結合する原子と一緒になって、炭素環または複素環を形成してもよい。
前記式（Ｉ）および式（ＩＩ）において、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、同一または異なって、炭素数１以上４以下のアルキル基である。また、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3としては、一般式（Ｉ）で表される化合物および／または一般式（ＩＩ）で表される化合物と、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物との間でアセタール交換が促進され、その結果、クライゼン転位が進行して、一般式（ＩＶ）の化合物の収率が向上する観点から、水素原子または炭素数１以上３以下のアルキル基が好ましく、水素原子、－ＣＨ3または－Ｃ2Ｈ5がより好ましく、－ＣＨ3が更により好ましい。
前記式（ＩＩＩ）および式（ＩＶ）において、Ｒ4は、水素原子または炭素数１以上４以下のアルキル基である。また、Ｒ4としては、クライゼン転位の際の安定なコンフォメーション形成に寄与し、その結果、一般式（ＩＶ）の化合物の収率が向上する観点から、水素原子または炭素数１以上３以下のアルキル基が好ましく、水素原子、－ＣＨ3または－Ｃ2Ｈ5がより好ましく、－ＣＨ3が更により好ましい。
本発明の方法において、式（Ｉ）、式（ＩＩ）および式（ＩＶ）中、基－Ａ1－は、任意に置換基を有してもよい炭素数６以上１４以下のアルキレンが好ましく、任意に置換基を有してもよい炭素数８以上１４以下がより好ましく、任意に置換基を有してもよい炭素数１０以上１４以下が更に好ましく、任意に置換基を有してもよい炭素数１０以上１２以下のアルキレンが更により好ましい。
前記一般式（Ｖ）で表される化合物は、例えば、以下の式で表され、得られる一般式（ＩＶ）の化合物を香料化合物の前駆体として利用する観点から、式（ｖｉ）で表される化合物、式（ｖｉｉ）で表される化合物、式（ｖｉｉｉ）で表される化合物、式（ｉｘ）で表される化合物が好ましく、式（ｖｉｉ）で表される化合物、式（ｖｉｉｉ）で表される化合物がより好ましい。式（ｖｉｉ）で表される化合物は、シクロドデカノンである。なお、式（ｖｉｉ）で表される化合物は、後記する式（Ｖ－１）の化合物である。
前記一般式（Ｖ）で表される化合物は、市販で入手、または公知の方法、例えば、特開２０１６－３４９３７に記載の方法により入手することができる。
前記一般式（Ｉ）で表される化合物は、例えば、以下の式（７）で表される１，１－ジメトキシシクロドデカンおよび式（１７）で表される１，１－ジエトキシシクロドデカンである。なお、式（７）で表される化合物は、後記する式（Ｉ－１）の化合物であり、式（１７）で表される化合物は、後記する式（Ｉ－２）の化合物である。
前記一般式（ＩＩ）で表される化合物は、例えば、以下の式（３７）で表される１－メトキシー１－シクロドデセンおよび式（４７）で表される１－エトキシー１－シクロドデセンである。なお、式（３７）で表される化合物は、後記する式（ＩＩ－１）の化合物であり、式（４７）で表される化合物は、後記する式（ＩＩ－２）の化合物である。
前記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物は、例えば、以下の式で表され、得られる一般式（ＩＶ）の化合物を香料化合物の前駆体として利用する観点から、好ましくは、以下の式（６２）で表されるβ－メタリルアルコールである。前記一般式（ＩＩＩ）で表される化合物は、市販で入手、または公知の方法、例えば、特開２００２－１０５０１０に記載の方法により入手することができる。なお式（６２）で表される化合物は、後記する式（ＩＩＩ－１）の化合物である。
前記一般式（ＩＶ）で表される化合物は、例えば、以下の式で表され、得られる一般式（ＩＶ）の化合物を香料化合物の前駆体として利用する観点から、式（ｘｘｖｉ）で表される化合物、式（ｘｘｖｉｉ）で表される化合物、式（ｘｘｖｉｉｉ）で表される化合物、式（ｘｘｉｘ）で表される化合物が好ましく、式（ｘｘｖｉｉ）で表される化合物、式（ｘｘｖｉｉｉ）で表される化合物がより好ましい。式（ｘｘｖｉｉ）で表される化合物は、２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンである。なお式（ｘｘｖｉｉ）で表される化合物は、後記する式（ＩＶ－１）の化合物である。
＜式（Ｉ）の化合物および／または式（ＩＩ）の化合物と、式（ＩＩＩ）の化合物とを酸触媒の存在下で反応させ、式（ＩＶ）の化合物を得る工程＞
前記式中、
Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、同一または異なって、炭素数１以上４以下のアルキル基であり、
基－Ａ1－（ただし、先の結合手は炭素原子Ｃ1と結合する結合手を意味し、後の結合手は炭素原子Ｃ2と結合する結合手を意味する）は、任意にヘテロ原子を含んでもよく、任意に置換基を有してもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基であり、
Ｒ4は、水素原子または炭素数１以上４以下のアルキル基である。
Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、同一または異なって、炭素数１以上４以下のアルキル基であり、
基－Ａ1－（ただし、先の結合手は炭素原子Ｃ1と結合する結合手を意味し、後の結合手は炭素原子Ｃ2と結合する結合手を意味する）は、任意にヘテロ原子を含んでもよく、任意に置換基を有してもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基であり、
Ｒ4は、水素原子または炭素数１以上４以下のアルキル基である。
＜酸触媒＞
本発明において、前記酸触媒は、アンモニウムカチオンとアニオンとからなる酸触媒である。前記前記アンモニウムカチオンは、一般式（Ｘ）または式（ＸＩ）で表されるのが好ましい。
本発明において、前記酸触媒は、アンモニウムカチオンとアニオンとからなる酸触媒である。前記前記アンモニウムカチオンは、一般式（Ｘ）または式（ＸＩ）で表されるのが好ましい。
前記式中、
Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13およびＲ14は、同一または異なって、水素原子または炭素数１以上５以下のアルキル基である。
Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13およびＲ14は、同一または異なって、水素原子または炭素数１以上５以下のアルキル基である。
前記式（Ｘ）において、Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13およびＲ14は、得られる一般式（ＩＶ）の化合物を収率よく製造する観点から、水素原子または炭素数１以上３以下のアルキル基が好ましく、水素原子、－ＣＨ3または－Ｃ2Ｈ5がより好ましく、水素原子または－ＣＨ3がより好ましく、水素原子がより好ましい。
前記アニオンは、一般式（ＸＩＩ）で表されるスルホン酸アニオンまたは、ハロゲン化物イオンであるのが好ましい。前記ハロゲン化物イオンは、Ｃｌ-、Ｂｒ-またはＩ-であるのが好ましい。
前記式中、
Ｒ21は、水素原子または炭素数１以上５以下のアルキル基である。
Ｒ21は、水素原子または炭素数１以上５以下のアルキル基である。
前記式（ＸＩＩ）において、Ｒ21は、比較的弱酸であり、高温条件下でも揮発せずに安定的に一般式（ＩＩＩ）の化合物の異性化を起こさせず、かつ、クライゼン転位を促進する観点から、水素原子または炭素数１以上３以下のアルキル基が好ましく、水素原子、－ＣＨ3または－Ｃ2Ｈ5がより好ましく、－ＣＨ3が更により好ましい。また、Ｒ21は、「ＳＯ3
-」基に対してオルト、メタ、またはパラのいずれの位置に置換してもよいが、パラの位置に置換するのが好ましい。
前記酸触媒としては、パラトルエンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸ピリジニウムおよび塩化アンモニウムから選ばれる１種以上を含むのが好ましい。
本発明において、前記一般式（Ｉ）の化合物および一般式（ＩＩ）の化合物の合計に対する酸触媒の使用量が、好ましくは１０-5当量以上、より好ましくは１０-4当量以上、さらに好ましくは５×１０-4当量以上、好ましくは１当量以下、より好ましくは０．５当量以下、さらに好ましくは０．２当量以下である。酸触媒の使用量が前記の範囲であれば、一般式（ＩＩＩ）の化合物の異性化を抑制しながら反応工程を行うことができ、その結果、クライゼン転位が高収率で進行するためである。前記アンモニウムカチオンが一般式（Ｘ）で表される場合、前記酸触媒の使用量は、好ましくは０．００１当量以上、より好ましくは０．００５当量以上、さらに好ましくは０．０３当量以上、好ましくは１．０当量以下、より好ましくは０．５当量以下、さらに好ましくは０．１当量以下である。また、前記アンモニウムカチオンが一般式（ＸＩ）で表される場合、前記酸触媒の使用量は、好ましくは０．０００１当量以上、より好ましくは０．０００５当量以上、さらに好ましくは０．０００１当量以上、好ましくは０．１当量以下、より好ましくは０．０５当量以下、さらに好ましくは０．０１当量以下である。
＜反応温度＞
本発明において、一般式（Ｉ）で表される化合物および／または一般式（ＩＩ）で表される化合物と、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物とを酸触媒の存在下で反応させ、一般式（ＩＶ）で表されるα－アリル化シクロアルカノンを得る工程は、例えば、１２０℃以上、好ましくは１２５℃以上、より好ましくは１３５℃以上、例えば１５０℃以下、好ましくは１４５℃以下で行う。この工程をこの範囲で行うと、一般式（Ｉ）で表される化合物および／または一般式（ＩＩ）で表される化合物と、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物との間でアセタール交換をした結果に生じるアルコール（Ｒ1ＯＨ、Ｒ2ＯＨ、Ｒ3ＯＨ）を反応系外へ揮発させ、反応を加速させることができるためである。
本発明において、一般式（Ｉ）で表される化合物および／または一般式（ＩＩ）で表される化合物と、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物とを酸触媒の存在下で反応させ、一般式（ＩＶ）で表されるα－アリル化シクロアルカノンを得る工程は、例えば、１２０℃以上、好ましくは１２５℃以上、より好ましくは１３５℃以上、例えば１５０℃以下、好ましくは１４５℃以下で行う。この工程をこの範囲で行うと、一般式（Ｉ）で表される化合物および／または一般式（ＩＩ）で表される化合物と、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物との間でアセタール交換をした結果に生じるアルコール（Ｒ1ＯＨ、Ｒ2ＯＨ、Ｒ3ＯＨ）を反応系外へ揮発させ、反応を加速させることができるためである。
＜反応時間＞
本発明において、式（ＩＩ）の化合物を前記金属触媒及び前記アルコールの存在下において反応させて式（Ｉ）の化合物を得る工程の反応時間は、例えば２時間～５日、好ましくは４時間～２日、生産コスト及び生産効率の観点から、より好ましくは６時間～２４時間である。
本発明において、式（ＩＩ）の化合物を前記金属触媒及び前記アルコールの存在下において反応させて式（Ｉ）の化合物を得る工程の反応時間は、例えば２時間～５日、好ましくは４時間～２日、生産コスト及び生産効率の観点から、より好ましくは６時間～２４時間である。
＜反応装置＞
本発明において、式（Ｉ）の化合物および／または式（ＩＩ）の化合物と、式（ＩＩＩ）の化合物とを酸触媒の存在下で反応させ、一般式（ＩＶ）で表されるα－アリル化シクロアルカノンを得る工程は、精留塔を用いて行われるのが好ましい。
本発明において、式（Ｉ）の化合物および／または式（ＩＩ）の化合物と、式（ＩＩＩ）の化合物とを酸触媒の存在下で反応させ、一般式（ＩＶ）で表されるα－アリル化シクロアルカノンを得る工程は、精留塔を用いて行われるのが好ましい。
本発明の方法において、前記式（Ｉ）が下記式（Ｉ－１）であり、前記式（ＩＩ）が下記式（ＩＩ－１）であり、前記式（ＩＶ）が下記式（ＩＶ－１）であるのが好ましい。後記するムセノンの合成方法において有用な式（ＩＶ－１）の化合物を得ることができるからである。
また、本発明は、前記方法により製造された式（ＩＶ－１）のα－アリル化シクロアルカノンを用いた、ムセノンの合成方法である。また、本発明は、ムセノンの原料としての式（ＩＶ－１）のα－アリル化シクロアルカノンの使用である。
前記ムセノンの合成方法は、具体的には、以下の工程を含む。
（ｉ）式（ＩＶ－１）の化合物の環化、
（ｉｉ）水添、
（ｉｉｉ）酸化開裂、
（ｉｖ）還元、および
（ｖ）開環。
（ｉ）式（ＩＶ－１）の化合物の環化、
（ｉｉ）水添、
（ｉｉｉ）酸化開裂、
（ｉｖ）還元、および
（ｖ）開環。
＜式（Ｖ）の化合物および炭素数１以上４以下のアルコールとを第２酸触媒の存在下で反応させることにより、式（Ｉ）の化合物および／または式（ＩＩ）の化合物を製造する工程＞
前記式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、同一または異なって、炭素数１以上４以下のアルキル基であり、
基－Ａ1－（ただし、先の結合手は炭素原子Ｃ1と結合する結合手を意味し、後の結合手は炭素原子Ｃ2と結合する結合手を意味する）は、任意にヘテロ原子を含んでもよく、任意に置換基を有してもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基である。
基－Ａ1－（ただし、先の結合手は炭素原子Ｃ1と結合する結合手を意味し、後の結合手は炭素原子Ｃ2と結合する結合手を意味する）は、任意にヘテロ原子を含んでもよく、任意に置換基を有してもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基である。
＜アルコール＞
本発明において、前記アルコールは、炭素数１以上４以下のアルコールである。前記反応式において、前記アルコールは、Ｒ1ＯＨ、Ｒ2ＯＨおよび／またはＲ3ＯＨとして表される。前記アルコールとしては、好ましくは、炭素数１以上４以下のアルキルアルコールである。前記アルコールとしては、メタノール、エタノール、１－プロパノール、１－ブタノール、２－メチルプロパノール等が挙げられる。
本発明において、前記アルコールは、炭素数１以上４以下のアルコールである。前記反応式において、前記アルコールは、Ｒ1ＯＨ、Ｒ2ＯＨおよび／またはＲ3ＯＨとして表される。前記アルコールとしては、好ましくは、炭素数１以上４以下のアルキルアルコールである。前記アルコールとしては、メタノール、エタノール、１－プロパノール、１－ブタノール、２－メチルプロパノール等が挙げられる。
＜第２酸触媒＞
本発明において、前記第２酸触媒は、式（Ｉ）の化合物および／または式（ＩＩ）の化合物と、式（ＩＩＩ）の化合物とを酸触媒の存在下で反応させ、式（ＩＶ）のα－アリル化シクロアルカノンを得る工程における酸触媒と同一または異なっていてもよい。異なっている場合、前記第２酸触媒としては、式（Ｖ）の化合物のケタール化が促進されるため、パラトルエンスルホン酸、モンモリロナイト、パラトルエンスルホン酸ピリジニウムが挙げられ、パラトルエンスルホン酸又はパラトルエンスルホン酸ピリジニウムが好ましい。
本発明において、前記第２酸触媒は、式（Ｉ）の化合物および／または式（ＩＩ）の化合物と、式（ＩＩＩ）の化合物とを酸触媒の存在下で反応させ、式（ＩＶ）のα－アリル化シクロアルカノンを得る工程における酸触媒と同一または異なっていてもよい。異なっている場合、前記第２酸触媒としては、式（Ｖ）の化合物のケタール化が促進されるため、パラトルエンスルホン酸、モンモリロナイト、パラトルエンスルホン酸ピリジニウムが挙げられ、パラトルエンスルホン酸又はパラトルエンスルホン酸ピリジニウムが好ましい。
本発明において、前記式（Ｖ）の化合物に対する前記第２酸触媒の使用量が、好ましくは１０-5当量以上、より好ましくは１０-4当量以上、さらに好ましくは５×１０-4当量以上、好ましくは１当量以下、より好ましくは０．５当量以下、さらに好ましくは０．２当量以下である。第２酸触媒の使用量が前記の範囲であれば、前記第２酸触媒としては、式（Ｖ）の化合物のケタール化が促進されるためである。
前記工程は、更にオルトカルボン酸エステルの存在下に行ってもよい。前記オルトカルボン酸エステルは、例えば、オルトギ酸トリメチル、オルトギ酸トリエチル等が挙げられる。
＜反応温度＞
本発明において、式（Ｖ）の化合物および炭素数１以上４以下のアルコールとを第２酸触媒の存在下で反応させることにより、式（Ｉ）の化合物および／または式（ＩＩ）の化合物を製造する工程は、例えば、１２０℃以上、好ましくは１２５℃以上、より好ましくは１３５℃以上、例えば１５０℃以下、好ましくは１４５℃以下で行う。この工程をこの範囲で行うと、式（Ｖ）の化合物のケタール化が促進されるためである。
本発明において、式（Ｖ）の化合物および炭素数１以上４以下のアルコールとを第２酸触媒の存在下で反応させることにより、式（Ｉ）の化合物および／または式（ＩＩ）の化合物を製造する工程は、例えば、１２０℃以上、好ましくは１２５℃以上、より好ましくは１３５℃以上、例えば１５０℃以下、好ましくは１４５℃以下で行う。この工程をこの範囲で行うと、式（Ｖ）の化合物のケタール化が促進されるためである。
＜反応時間＞
本発明において、式（Ｖ）の化合物および炭素数１以上４以下のアルコールとを第２酸触媒の存在下で反応させることにより、式（Ｉ）の化合物および／または式（ＩＩ）の化合物を製造する工程の反応時間は、例えば２時間～５日、好ましくは４時間～２日、生産コスト及び生産効率の観点から、より好ましくは６時間～２４時間である。
本発明において、式（Ｖ）の化合物および炭素数１以上４以下のアルコールとを第２酸触媒の存在下で反応させることにより、式（Ｉ）の化合物および／または式（ＩＩ）の化合物を製造する工程の反応時間は、例えば２時間～５日、好ましくは４時間～２日、生産コスト及び生産効率の観点から、より好ましくは６時間～２４時間である。
なお、前記式（Ｉ）および／または式（ＩＩ）の化合物は、公知の方法、例えば、特開２０１７－１２２１０１に記載の方法により式（Ｖ）の化合物から製造することもできる。
上述した実施形態に関し、本発明はさらに以下の方法を開示する。
＜１＞ 一般式（ＩＶ）で表されるα－アリル化シクロアルカノンを製造する方法であって、
一般式（Ｉ）で表される化合物および／または一般式（ＩＩ）で表される化合物と、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物とを酸触媒の存在下で反応させ、一般式（ＩＶ）で表されるα－アリル化シクロアルカノンを得る工程を含み、
前記酸触媒が、アンモニウムカチオンとアニオンとからなる酸触媒を含む方法。
一般式（Ｉ）で表される化合物および／または一般式（ＩＩ）で表される化合物と、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物とを酸触媒の存在下で反応させ、一般式（ＩＶ）で表されるα－アリル化シクロアルカノンを得る工程を含み、
前記酸触媒が、アンモニウムカチオンとアニオンとからなる酸触媒を含む方法。
［前記式中、
Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、同一または異なって、炭素数１以上４以下のアルキル基であり、
基－Ａ1－（ただし、先の結合手は炭素原子Ｃ1と結合する結合手を意味し、後の結合手は炭素原子Ｃ2と結合する結合手を意味する）は、任意にヘテロ原子を含んでもよく、任意に置換基を有してもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基であり、
Ｒ4は、水素原子または炭素数１以上４以下のアルキル基である。］
Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、同一または異なって、炭素数１以上４以下のアルキル基であり、
基－Ａ1－（ただし、先の結合手は炭素原子Ｃ1と結合する結合手を意味し、後の結合手は炭素原子Ｃ2と結合する結合手を意味する）は、任意にヘテロ原子を含んでもよく、任意に置換基を有してもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基であり、
Ｒ4は、水素原子または炭素数１以上４以下のアルキル基である。］
＜２＞ 基－Ａ1－が、任意に置換基を有してもよい炭素数１０以上１４以下のアルキレン基である、＜１＞記載の方法。
＜３＞ 前記アンモニウムカチオンは、一般式（Ｘ）または式（ＸＩ）で表される＜１＞または＜２＞に記載の方法。
［前記式中、
Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13およびＲ14は、同一または異なって、水素原子または炭素数１以上５以下のアルキル基である。］
Ｒ11、Ｒ12、Ｒ13およびＲ14は、同一または異なって、水素原子または炭素数１以上５以下のアルキル基である。］
＜４＞ 前記アニオンは、一般式（ＸＩＩ）で表されるスルホン酸アニオンまたは、ハロゲン化物イオンである＜１＞～＜３＞のいずれか一つに記載の方法。
［前記式中、
Ｒ21は、水素原子または炭素数１以上５以下のアルキル基である。］
Ｒ21は、水素原子または炭素数１以上５以下のアルキル基である。］
＜５＞ 前記ハロゲン化物イオンは、Ｃｌ-、Ｂｒ-またはＩ-である＜４＞に記載の方法。
＜６＞ 前記酸触媒が、パラトルエンスルホン酸ピリジニウム又は塩化アンモニウムを含む＜１＞～＜５＞のいずれか一つに記載の方法。
＜７＞ 前記一般式（Ｉ）の化合物および一般式（ＩＩ）の化合物の合計に対する酸触媒の使用量が、１０-5当量以上１当量以下である＜１＞～＜６＞のいずれか一つに記載の方法。
＜８＞ 酸触媒の存在下での反応を、１２０℃以上、１４５℃以下で行う、＜１＞～＜７＞のいずれか一つに記載の方法。
＜９＞ 前記工程は、精留塔を用いて行われる＜１＞～＜８＞のいずれか一つに記載の方法。
＜１０＞ 一般式（Ｖ）で表される化合物および炭素数１以上４以下のアルコールとを第２酸触媒の存在下で反応させることにより、一般式（Ｉ）で表される化合物および／または一般式（ＩＩ）で表される化合物を製造する工程を更に含む、＜１＞～＜９＞のいずれか一つに記載の方法。
［前記式中、
Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、同一または異なって、炭素数１以上４以下のアルキル基であり、
基－Ａ1－（ただし、先の結合手は炭素原子Ｃ1と結合する結合手を意味し、後の結合手は炭素原子Ｃ2と結合する結合手を意味する）は、任意にヘテロ原子を含んでもよく、任意に置換基を有してもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基である。］
Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、同一または異なって、炭素数１以上４以下のアルキル基であり、
基－Ａ1－（ただし、先の結合手は炭素原子Ｃ1と結合する結合手を意味し、後の結合手は炭素原子Ｃ2と結合する結合手を意味する）は、任意にヘテロ原子を含んでもよく、任意に置換基を有してもよい炭素数４以上２０以下のアルキレン基である。］
＜１１＞ 第２酸触媒が、パラトルエンスルホン酸、モンモリロナイト、パラトルエンスルホン酸ピリジニウムから選ばれる１種又は２種以上である、＜１０＞記載の方法。
＜１２＞ 第２酸触媒の存在下で反応を、１２０℃以上、１４５℃以下で行う、＜１０＞または＜１１＞‘記載の方法。
＜１３＞ 基－Ａ1－が、任意に置換基を有してもよい炭素数１０以上１４以下のアルキレン基である、＜１０＞～＜１２＞のいずれか一つに記載の方法。
＜１４＞ 前記式（Ｉ）が下記式（Ｉ－１）であり、前記式（ＩＩ）が下記式（ＩＩ－１）であり、前記式（ＩＶ）が下記式（ＩＶ－１）である、＜１＞～＜１３＞のいずれか一つに記載の方法。
＜１５＞ ＜１４＞記載の方法により製造された式（ＩＶ－１）のα－アリル化シクロアルカノンを用いた、ムセノンの合成方法。
＜ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）の装置及び分析条件＞
ＧＣ装置：Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製、型式：ＧＣ－６８５０
カラム：Ｊ＆Ｗ社製、ＤＢ－１（内径０．２５ｍｍ、長さ３０ｍ、膜厚０．２５μｍ）
キャリアガス：Ｈｅ、１．５ｍＬ／ｍｉｎ
注入条件：３００℃、スプリット比１００／１
打込み量：１μＬ
検出条件：ＦＩＤ方式、３００℃
カラム温度条件：８０℃→１０℃／分昇温→３００℃１０分間保持
ＧＣ装置：Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製、型式：ＧＣ－６８５０
カラム：Ｊ＆Ｗ社製、ＤＢ－１（内径０．２５ｍｍ、長さ３０ｍ、膜厚０．２５μｍ）
キャリアガス：Ｈｅ、１．５ｍＬ／ｍｉｎ
注入条件：３００℃、スプリット比１００／１
打込み量：１μＬ
検出条件：ＦＩＤ方式、３００℃
カラム温度条件：８０℃→１０℃／分昇温→３００℃１０分間保持
〔化合物の同定〕
以下の実施例、実験例等で得られた各化合物は、市販品とのＧＣ（ガスクロマトグラフィー）の比較、または別途製造した化合物をカラムクロマトグラフィーで単離したのちＮＭＲ、ＩＲ、ＧＣ－ＭＳによりその構造を確認した。構造同定に参考とした市販品メーカーと文献は以下のとおりである。
１，１－ジメトキシシクロドデカン（Ｉ－１）：Ｐａｌｉｓａｎｄａｌ（シムライズ社製：Product No. 690230、ＣＡＳ Ｎｏ．950-33-4）
１，１－ジエトキシシクロドデカン（Ｉ－２）：Synthetic Communications, 2008, 38, 2607-2618を参考にした。
１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）：Cent. Europ. J. Chem. 2005, 3, 417-431を参考にした。
１－エトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－２）：Tetrahedron, 1985, 41, 6051-6054を参考にした。
２－（２－メチルアリル）シクロドデカノン（ＩＶ－１）：特開２０１０－９５４４７号を参考にした。
以下の実施例、実験例等で得られた各化合物は、市販品とのＧＣ（ガスクロマトグラフィー）の比較、または別途製造した化合物をカラムクロマトグラフィーで単離したのちＮＭＲ、ＩＲ、ＧＣ－ＭＳによりその構造を確認した。構造同定に参考とした市販品メーカーと文献は以下のとおりである。
１，１－ジメトキシシクロドデカン（Ｉ－１）：Ｐａｌｉｓａｎｄａｌ（シムライズ社製：Product No. 690230、ＣＡＳ Ｎｏ．950-33-4）
１，１－ジエトキシシクロドデカン（Ｉ－２）：Synthetic Communications, 2008, 38, 2607-2618を参考にした。
１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）：Cent. Europ. J. Chem. 2005, 3, 417-431を参考にした。
１－エトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－２）：Tetrahedron, 1985, 41, 6051-6054を参考にした。
２－（２－メチルアリル）シクロドデカノン（ＩＶ－１）：特開２０１０－９５４４７号を参考にした。
収率（％）は以下の数式により算出した。
ここでＧＣ面積％は、該成分がＧＣにより検出、出力されたチャート面積の全体に対する割合を示す。
［製造例１］
１，１－ジメトキシシクロドデカン（Ｉ－１）と１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）混合物の合成
１，１－ジメトキシシクロドデカン（Ｉ－１）と１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）混合物の合成
２Ｌ四つ口フラスコに、シクロドデカノン（Ｖ－１）（５００．０ｇ、２．７４３ｍｏｌ）、オルトギ酸トリメチル（３４９．５ｇ、３．２９２ｍｏｌ）、およびメタノール（２６４．３ｇ、８．２２９ｍｏｌ）を入れ、室温で撹拌し、均一溶液とした。そこへ、パラトルエンスルホン酸ピリジニム（ＰＰＴＳ、０．７ｇ、２．７４３ｍｍｏｌ）を入れて撹拌し、溶解させた。２Ｌ四つ口フラスコに、温度計、メカニカルスターラー、および１０段スルーザ―型精留塔（共和化学社製）を装着した。窒素雰囲気下、外温８０℃で２Ｌ四つ口フラスコ中の内容物の撹拌を開始した。２Ｌ四つ口フラスコから反応物を経時的にサンプリングし、ＧＣ分析によりシクロドデカノン（Ｖ－１）の転化率を観察した。反応開始から６時間で反応を停止し、冷却した。反応終了時の反応液をガスクロマトグラフィー分析したところ、成分組成は、１，１－ジメトキシシクロドデカン（Ｉ－１）が９３．１ＧＣ面積％、１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）が３．６ＧＣ面積％であった。
次に、生成物に含まれるメタノールおよびオルトギ酸トリメチルの減圧留去を行った。２Ｌ四つ口フラスコにＫ字管、冷却管、および留分受器を装着した。窒素雰囲気下、外温１１０℃で生成物からの減圧留去を開始した。開始１時間後、常圧から６６．５ｋＰａ下に減圧し、減圧留去を継続した。２時間で受器への留出が停止し、減圧留去を終了した。留去後の反応液をガスクロマトグラフィー分析したところ、成分組成は、１，１－ジメトキシシクロドデカン（Ｉ－１）が４３．５ＧＣ面積％、１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）が５４．５ＧＣ面積％であった。
［実施例１］
２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンの合成
２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンの合成
製造例１で合成した１，１－ジメトキシシクロドデカン（Ｉ－１）および１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）が入っている２Ｌ四つ口フラスコに、温度計、メカニカルスターラー、および１０段スルーザ―型精留塔を装着した。室温下、β－メタリルアルコール（ＩＩＩ－１）（２９６．７ｇ、４．１１５ｍｏｌ）を前記四つ口フラスコへ添加した。フラスコ内容物を撹拌し、均一系とした後、窒素をフローしながら、外温をオイルバスの温度を１４０℃にして加熱した。経時的な確認では、トップ温度が６５℃であることをモニターした。３．５時間後、前記フラスコ内容物における１，１－ジメトキシシクロドデカン（Ｉ－１）および１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）の消失を確認し、反応を停止した。
次に、反応液（２－（２－メチルアリル）シクロドデカノン（ＩＶ－１）を含む）を含む２Ｌ四つ口フラスコにＫ字管、冷却管、および留分受器を装着し、１８．０ｋＰａ、１２０℃で加熱撹拌し、β－メタリルアルコール（ＩＩＩ－１）を留出した（留出量：６７．１ｇ）。加熱撹拌２時間後、絞り切りとして、１６ｋＰａまで減圧し、１時間加熱撹拌を継続した。
β－メタリルアルコール減圧後の留去品を２Ｌジャケット付セパラ反応容器に移し、そこにＫ2ＨＰＯ4（０．４ｇ、２．０５７ｍｍｏｌ）をイオン交換水２０．２ｇに溶解したアルカリ水を添加した。前記セパラ反応容器にメカニカルスターラー、温度計、ジムロート、および窒素フローを設置した。セパラ反応容器中の混合物を室温で１時間激しく撹拌した。撹拌終了後、前記混合物をコンデンサーで８０℃に加熱した後、分層するまで静置した。前記セパラ反応容器から水層（１５．４ｇ）を抜き、残留物のｐＨを確認したところ８．０（ｐＨ試験紙）であった。
前記残留物から残存するβ－メタリルアルコール（ＩＩＩ－１）と水を留去するため、単蒸留操作を行った。前記残留物が入ったセパラ反応容器へＫ字管、冷却管、および留分受器を装着し、０．３ｋＰａ、１３０℃で２時間加熱撹拌し、β－メタリルアルコール（ＩＩＩ－１）と水を留出し、残留物（６７１．２ｇ）を得た。前記残留物をガスクロマトグラフィー分析したところ、２－（２－メチルアリル）シクロドデカノン（ＩＶ－１）が９４．７ＧＣ面積％であった。得られた収量から２－（２－メチルアリル）シクロドデカノン（ＩＶ－１）の収率は、９９．９％であった。
［製造例２］
１，１－ジメトキシシクロドデカン（Ｉ－１）と１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）混合物の合成
１，１－ジメトキシシクロドデカン（Ｉ－１）と１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）混合物の合成
２Ｌ四つ口フラスコに、シクロドデカノン（Ｖ－１）（５００．０ｇ、２．７４３ｍｏｌ）、オルトギ酸トリメチル（３４９．３ｇ、３．２９２ｍｏｌ）、及びメタノール（２６３．７ｇ、８．２２９ｍｏｌ）を入れて窒素置換後、窒素雰囲気下、室温で４時間攪拌し、均一溶液とした。そこへ、パラトルエンスルホン酸ピリジニム（ＰＰＴＳ、０．７ｇ、２．７４３ｍｍｏｌ）を入れて攪拌し、溶解させた。２Ｌ四つ口フラスコにジムロート冷却器を取り付け、サーキュレーターを用いてジムロート冷却器へ３７℃の温水を流した。前記ジムロートの先にＤｅａｎ－Ｓｔａｒｋ型脱水管を取り付け、前記脱水管の下に２００ｍＬの留分受器を取り付けた。留分受器は氷水に浸漬して氷冷した。Ｄｅａｎ－Ｓｔａｒｋ型脱水管の上には更にジムロート冷却器を取り付け、別のサーキュレーターを用いてそのジムロート冷却器１０℃の冷水を流した。１０℃に冷却したジムロート冷却器の上からシリコンチューブを繋いで、エタノール－ドライアイストラップに導き、その先は、窒素シールとした。窒素雰囲気下、浴温８０℃で２Ｌ四つ口フラスコ中の内容物を８時間加熱還流した。反応終了物をガスクロマトグラフィー分析したところ、成分組成は、１，１－ジメトキシシクロドデカン（Ｉ－１）が９３．１ＧＣ面積％、１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）が６．２ＧＣ面積％、及びシクロドデカノン（Ｖ－１）が０．８ＧＣ面積％であった。
前記反応終了物が入っている２Ｌ四つ口フラスコに、Ｋ字管、冷却管、及び留分受器を装着した。窒素雰囲気下、１０１．３ｋＰａ、浴温を１００℃から１２０℃に昇温しながら、４．５時間かけて前記反応終了物から溶媒を留去した。留去後の反応液をガスクロマトグラフィー分析したところ、成分組成は、１，１－ジメトキシシクロドデカン（Ｉ－１）が２５．９ＧＣ面積％、１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）が７３．７ＧＣ面積％、シクロドデカノン（Ｖ－１）が０．３ＧＣ面積％であった。
［実施例２］
２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンの合成
２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンの合成
製造例２で合成した１，１－ジメトキシシクロドデカン（Ｉ－１）、１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）およびシクロドデカノン（Ｖ－１）が入っている２Ｌ四つ口フラスコに、Ｋ字管、冷却管、及び留分受器を装着した。窒素雰囲気下、浴温１１０℃で加熱攪拌しているところへ、β－メタリルアルコール（ＩＩＩ－１）（２９６．７ｇ、４．１１５ｍｏｌ）を前記四つ口フラスコへ８分間掛けて滴下した。前記四つ口フラスコへ窒素をフローしながら、メタリルシクロドデカノンの含有率が４０～５０ＧＣ面積％になるまで浴温１１０℃でメタノールを留出させた。４時間経過後、前記四つ口フラスコからのメタノールの留出が停止した（留出量：１０８．９ｇ）。前記四つ口フラスコからＫ字管、冷却管、及び留分受器を取り外し、前記四つ口フラスコへジムロート冷却器を取り付けて、浴温１３０℃に昇温して反応混合物を１７時間加熱還流した。
次に反応液が入っている２Ｌ四つ口フラスコに、Ｋ字管、冷却管、及び留分受器を装着し、１８．０ｋＰａ、浴温度１２０℃で３．５時間加熱攪拌し、β－メタリルアルコール（ＩＩＩ－１）を留出した（留出量：７９．７ｇ）。留去後の反応液をガスクロマトグラフィーで分析したところ、成分組成は、２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンは９２．５ＧＣ面積％であった。
β－メタリルアルコール減圧後の反応液が入っている２Ｌ四つ口フラスコに、Ｋ2ＨＰＯ4（０．３５８ｇ、２．０５７ｍｍｏｌ）をイオン交換水２０．０ｇに溶解したアルカリ水を添加し、室温で１分間激しく攪拌した。次いで、浴温８０℃に加熱し、反応液の粘度を下げ、１５分間静置して分層させた。前記反応液の水層のｐＨは８．０（ｐＨ試験紙）であった。前記反応液の油層をガスクロマトグラフィー分析したところ、２－（２－メチルアリル）シクロドデカノン（ＩＶ－１）は９２．５ＧＣ面積％であった。前記油層の収量は６４４．９ｇ（理論収量：６４８．５ｇ）であった。２－（２－メチルアリル）シクロドデカノン（ＩＶ－１）の得られた収量から収率は、９２.４％であった。
［製造例３］
１，１－ジエトキシシクロドデカン（Ｉ－２）と１－エトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－２）混合物の合成
１，１－ジエトキシシクロドデカン（Ｉ－２）と１－エトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－２）混合物の合成
ガラス製枝付きガラス容器（東京理化機器株式会社、ＥＹＥＬＡ：品番２１２７６０）に、シクロドデカノン（Ｖ－１）（４．４ｇ、０．０２４ｍｏｌ）、オルトギ酸トリエチル（８．６ｇ、０．０５８ｍｏｌ）、及びエタノール（６．６ｇ、０．１４ｍｏｌ）を入れた。そこへ、パラトルエンスルホン酸ピリジニム（ＰＰＴＳ、０．０３５ｇ、０．０００１４ｍｍｏｌ）を入れて攪拌し、溶解させた。その後、窒素雰囲気下、浴温９０℃で３６時間加熱還流した。
得られた反応終了時の反応液を１０１．３ｋＰａ、浴温１００℃から徐々に昇温しながら１６５℃まで加熱した。その後、前記四つ口フラスコから溶媒を７時間かけて留去した。留去後の反応液をガスクロマトグラフィー分析したところ、成分組成は、１，１－ジエトキシシクロドデカン（I－２）が６５．７％、１－エトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－２）が１５．６％、シクロドデカノン（Ｖ－１）が％であった。
［実施例３］
２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンの合成
２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンの合成
製造例３で合成した１，１－ジエトキシシクロドデカン（I－２）が６５．７％、１－エトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－２）が１５．６％、シクロドデカノン（Ｖ－１）が％とβ－メタリルアルコール（ＩＩＩ－１）（５．２ｇ、０．０７２ｍｏｌ）をガラス製枝付きガラス容器（東京理化機器株式会社、ＥＹＥＬＡ：品番２１２７６０）に入れた。１４０℃、１１時間加熱した。反応溶液に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（１０ｍＬ）を加え、５分間撹拌した。得られた反応終了物の油層をジエチルエーテルで希釈し水層を抜き出した。油層の溶媒を減圧留去して反終液を得た（７．０ｇ）。反終液の２－（２－メチルアリル）シクロドデカノン（ＩＶ－１）のＧＣ面積％は、７９．２％であり、収率は、９２．４％であった。
［実施例４］
２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンの合成
２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンの合成
１，１－ジメトキシシクロドデカンと（Ｉ－１）、１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）およびシクロドデカノン（Ｖ－１）を含む混合物（６．1ｇ、２７．０ｍｍｏｌ、シムライズ社製）、β－メタリルアルコール（ＩＩＩ－１）（２．６ｇ、３６．０ｍｍｏｌ）、および塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ、０．７ｇ、０．１３ｍｍｏｌ）をガラス製枝付きガラス容器（東京理化機器株式会社、ＥＹＥＬＡ：品番２１２７６０）に量り取り、パーソナル有機合成装置（東京理化機器株式会社、ＥＹＥＬＡ：ＣＣＸ－３２００）を用いて１４０℃、３時間加熱した。反応溶液に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（１０ｍＬ）を加え、５分間撹拌した。得られた反応終了物の油層をジエチルエーテルで希釈し水層を抜き出した。油層の溶媒を減圧留去して反終液を得た（６．１１ｇ）。反終液の２－（２－メチルアリル）シクロドデカノン（ＩＶ－１）のＧＣ面積％は、９２．３％であり、収率は、８７．９％であった。
［実施例５～７］
実施例４の触媒（ＮＨ4Ｃｌ）当量を表３のとおり変更し、それ以外は実施例４と同様に２－（２－メチルアリル）シクロドデカノン（ＩＶ－１）を合成した。
実施例４の触媒（ＮＨ4Ｃｌ）当量を表３のとおり変更し、それ以外は実施例４と同様に２－（２－メチルアリル）シクロドデカノン（ＩＶ－１）を合成した。
[実施例８～１０]
実施例４の触媒（ＮＨ4Ｃｌ）をパラトルエンスルホン酸ピリジニム（ＰＰＴＳ）に変更し、当量を表３のとおり変更し、それ以外は実施例４と同様に２－（２－メチルアリル）シクロドデカノン（ＩＶ－１）を合成した。
実施例４の触媒（ＮＨ4Ｃｌ）をパラトルエンスルホン酸ピリジニム（ＰＰＴＳ）に変更し、当量を表３のとおり変更し、それ以外は実施例４と同様に２－（２－メチルアリル）シクロドデカノン（ＩＶ－１）を合成した。
[実施例１１]
１，１－ジメトキシシクロドデカンと（Ｉ－１）、１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）およびシクロドデカノン（Ｖ－１）を含む混合物（３．２ｇ、１３．８ｍｍｏｌ、シムライズ社製）、β－メタリルアルコール（ＩＩＩ－１）（１．４ｇ、１９．７ｍｍｏｌ）、およびパラトルエンスルホン酸一水和物（ＰＴＳ、０．００２６ｇ、０．０１４ｍｍｏｌ）をガラス製枝付きガラス容器（東京理化機器株式会社、ＥＹＥＬＡ：品番２１２７６０）に量り取り、パーソナル有機合成装置（東京理化機器株式会社、ＥＹＥＬＡ：ＣＣＸ－３２００）を用いて１４０℃、２時間加熱した。反応溶液に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（１０ｍＬ）を加え、５分間撹拌した。得られた反応終了物の油層をジエチルエーテルで希釈し水層を抜き出した。油層の溶媒を減圧留去して反終液を得た（３．５ｇ）。反終液の２－（２－メチルアリル）シクロドデカノン（ＩＶ－１）のＧＣ面積％は、８８．７％であり、収率は、９２．９％であった。
［実施例１２］
２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンの合成
２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンの合成
１，１－ジメトキシシクロドデカンと（Ｉ－１）、１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）およびシクロドデカノン（Ｖ－１）を含む混合物（６．１ｇ、２７．０ｍｍｏｌ、シムライズ社製）、β－メタリルアルコール（ＩＩＩ－１）（２．６ｇ、３６．０ｍｍｏｌ）、およびパラトルエンスルホン酸ピリジウニウム（ＰＰＴＳ、０．００６ｇ、０．０２４ｍｍｏｌ）をガラス製枝付きガラス容器（東京理化機器株式会社、ＥＹＥＬＡ：品番２１２７６０）に量り取り、パーソナル有機合成装置（東京理化機器株式会社、ＥＹＥＬＡ：ＣＣＸ－３２００）を用いて１４０℃、２時間加熱した。反応溶液に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（１０ｍＬ）を加え、５分間撹拌した。得られた反応終了物の油層をジエチルエーテルで希釈し水層を抜き出した。油層の溶媒を減圧留去して反終液を得た（６．７ｇ）。反終液の２－（２－メチルアリル）シクロドデカノン（ＩＶ－１）のＧＣ面積％は、９２．３％であり、収率は、９６．６％であった。
［比較例１］
２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンの合成
２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンの合成
１，１－ジメトキシシクロドデカンと（Ｉ－１）、１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）およびシクロドデカノン（Ｖ－１）を含む混合物（６．１ｇ、２４．１ｍｍｏｌ、シムライズ社製）、β－メタリルアルコール（ＩＩＩ－１）（３．６ｇ、５０．０ｍｍｏｌ）、マロン酸（０．００３ｇ、０．０２７ｍｍｏｌ、ｐＫａ１ ２．６５、ｐＫａ２ ５．２８）をガラス製枝付きガラス容器（東京理化機器株式会社、ＥＹＥＬＡ：品番２１２７６０）に量り取り、パーソナル有機合成装置（東京理化機器株式会社、ＥＹＥＬＡ：ＣＣＸ－３２００）を用いて１４０℃、２時間加熱した。反応溶液に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（１０ｍＬ）を加え、５分間撹拌した。得られた反応終了物の油層をジエチルエーテルで希釈し水層を抜き出した。油層の溶媒を減圧留去して反終液を得た（５．６ｇ）。反終液の２－（２－メチルアリル）シクロドデカノン（ＩＶ－１）のＧＣ面積％は、２７．６％であり、収率は、２４．２％であった。
［比較例２］
２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンの合成
２－（２－メチルアリル）シクロドデカノンの合成
１，１－ジメトキシシクロドデカンと（Ｉ－１）、１－メトキシー１－シクロドデセン（ＩＩ－１）およびシクロドデカノン（Ｖ－１）を含む混合物（６．１ｇ、２４．１ｍｍｏｌ、シムライズ社製）、β－メタリルアルコール（ＩＩＩ－１）（３．６ｇ、５０．０ｍｍｏｌ）、およびプロピオン酸（０．００４ｇ、０．０４７ｍｍｏｌ、ｐＫａ４．６７）をガラス製枝付きガラス容器（東京理化機器株式会社、ＥＹＥＬＡ：品番２１２７６０）に量り取り、パーソナル有機合成装置（東京理化機器株式会社、ＥＹＥＬＡ：ＣＣＸ－３２００）を用いて１４０℃、２時間加熱した。反応溶液に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液（１０ｍＬ）を加え、５分間撹拌した。得られた反応終了物の油層をジエチルエーテルで希釈し水層を抜き出した。油層の溶媒を減圧留去して反終液を得た（７．４ｇ）。反終液の２－（２－メチルアリル）シクロドデカノン（ＩＶ－１）のＧＣ面積％は、０．３％であり、収率は、０．３％であった。
前記実施例および比較例の内容を以下の表１にまとめて示した。
前記表１から理解できるように、本発明の方法によれば、式（Ｉ）の化合物および／または式（ＩＩ）の化合物から、向上した収率で高純度の式（ＩＶ）の化合物を得ることができる。
本発明の製造方法によれば、向上した収率で高純度の式（ＩＶ）の化合物を製造することができる。また、式（ＩＶ）の化合物はムセノンの製造に有用である。
Claims (7)
- 一般式（ＩＶ）で表されるα－アリル化シクロアルカノンを製造する方法であって、
一般式（Ｉ）で表される化合物および／または一般式（ＩＩ）で表される化合物と、一般式（ＩＩＩ）で表される化合物とを酸触媒の存在下で反応させ、一般式（ＩＶ）で表されるα－アリル化シクロアルカノンを得る工程を含み、
前記酸触媒が、アンモニウムカチオンとアニオンとからなる酸触媒を含み、
Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、同一または異なって、炭素数１以上４以下のアルキル基であり、
基－Ａ1－（ただし、先の結合手は炭素原子Ｃ1と結合する結合手を意味し、後の結合手は炭素原子Ｃ2と結合する結合手を意味する）は、炭素数１０以上１２以下のアルキレン基であり、
Ｒ4は、水素原子または炭素数１以上４以下のアルキル基である。］
前記アンモニウムカチオンは、一般式（Ｘ）または式（ＸＩ）で表され、
Ｒ 11 、Ｒ 12 、Ｒ 13 およびＲ 14 は、同一または異なって、水素原子または炭素数１以上５以下のアルキル基である。］
前記アニオンは、一般式（ＸＩＩ）で表されるスルホン酸アニオンである方法。
Ｒ 21 は、水素原子または炭素数１以上５以下のアルキル基である。］ - 前記酸触媒が、パラトルエンスルホン酸ピリジニウムを含む請求項１に記載の方法。
- 前記一般式（Ｉ）の化合物および一般式（ＩＩ）の化合物の合計に対する酸触媒の使用量が、１０-5当量以上１当量以下である請求項１または２に記載の方法。
- 前記工程は、精留塔を用いて行われる請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
- 一般式（Ｖ）で表される化合物および炭素数１以上４以下のアルコールとを第２酸触媒の存在下で反応させることにより、一般式（Ｉ）で表される化合物および／または一般式（ＩＩ）で表される化合物を製造する工程を更に含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、同一または異なって、炭素数１以上４以下のアルキル基であり、
基－Ａ1－（ただし、先の結合手は炭素原子Ｃ1と結合する結合手を意味し、後の結合手は炭素原子Ｃ2と結合する結合手を意味する）は、基－Ａ 1 －が、炭素数１０以上１２以下のアルキレン基である。］ - 前記式（Ｉ）が下記式（Ｉ－１）であり、前記式（ＩＩ）が下記式（ＩＩ－１）であり、前記式（ＩＶ）が下記式（ＩＶ－１）である、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
- ムセノンの製造方法であって、
一般式（Ｉ―１）で表される化合物および／または一般式（ＩＩ―１）で表される化合物と、β―メタリルアルコールとを、アンモニウムカチオンとアニオンとからなる酸触媒の存在下で反応させ、一般式（ＩＶ―１）で表されるα－アリル化シクロアルカノンを得る工程、及び
（ｉ）前記一般式（ＩＶ―１）で表されるα－アリル化シクロアルカノンの環化、
（ｉｉ）水添、
（ｉｉｉ）酸化開裂、
（ｉｖ）還元、および
（ｖ）開環
を行う工程を含み、
Ｒ 11 、Ｒ 12 、Ｒ 13 およびＲ 14 は、同一または異なって、水素原子または炭素数１以上５以下のアルキル基である。］
前記アニオンは、一般式（ＸＩＩ）で表されるスルホン酸アニオンであるムセノンの製造方法。
Ｒ 21 は、水素原子または炭素数１以上５以下のアルキル基である。］
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