JP7335849B2 - ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物及びその製造方法、並びにそれから誘導されるジメチルシクロブタン化合物の製造方法 - Google Patents

ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物及びその製造方法、並びにそれから誘導されるジメチルシクロブタン化合物の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、昆虫の性フェロモンの合成中間体として有用な、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物及びその製造方法に関する。また、本発明は、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物から誘導されるジメチルシクロブタン化合物の製造方法に関する。
昆虫の性フェロモンは、通常、雌個体が雄個体を誘引する機能をもつ生物活性物質であり、少量で高い誘引活性を示す。性フェロモンは、発生予察及び地理的な拡散(特定地域への侵入)の確認の手段として、また害虫防除の手段として広く利用されている。害虫防除の手段としては、大量誘殺法(Mass trapping)、誘引殺虫法(Lure & kill又はAttract & kill)、誘引感染法(Lure & infect又はAttract & infect)及び交信撹乱法(Mating disruption)と呼ばれる防除法が広く実用に供されている。性フェロモンの利用にあたっては必要量のフェロモン原体を経済的に製造することが、基礎研究のために、更には応用のために必要とされる。
性フェロモンの化学構造の中でも特異な構造の一例として、シクロブタン構造が挙げられる。例えば、世界中に広く分布し、柑橘類を加害する経済的に重要な害虫である、Planococcus citri(一般名:Citrus mealybug)の性フェロモンは(+)-cis-(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートであることがBierl-Leonhardtらによって報告されている(非特許文献1)。また、Pseudococcus cryptus(一般名:Citriculus mealybug)及びAcutaspis albopicta(一般名:Albopicta scale)の性フェロモンもCitrus mealybugの性フェロモンと同様に、カルボン酸のcis-(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチルエステル構造を有する(非特許文献2、3)。更に、Maconellicoccus hirsutus(一般名:Pink hibiscus mealybug)及びPhenacoccus solenopsis(一般名:Cotton mealybug)のように、Citrus mealybugの性フェロモンとは二重結合の位置が異なる、(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチルエステルを性フェロモンとして利用する種も知られている(非特許文献4、5)。
これらのシクロブタン構造を有する性フェロモンの代表的な製造方法として、ピネンを出発原料に用いたものが挙げられる。例えば、Passaroらはピネンの酸化によりベルベノール又はベルベノンを合成し、それらをさらに酸化して二重結合を開裂した後、ケトンのメチレン化、カルボン酸の還元、アセチル化等を経てCitrus mealybugの性フェロモンを合成している(非特許文献6)。また、Zhangらも同様にベルベノンの酸化を行った後、ケトンのメチル化、ラクトン化、ラクトン環の開裂によるイソプロピリデン基の構築、カルボン酸の還元により、Pink hibiscus mealybug及びCotton mealybugの性フェロモンのアルコール部分に相当する(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノールを合成している(非特許文献7)。
Tetrahedron.Lett.22,389(1981) J.Chem.Ecol.29,2213(2003) J. Econ. Entomol.105,497(2012) Proc. Natl. Acad. Sci. 101,9601(2004) J.Chem.Ecol.42,1193(2016) J.Agric.Food Chem.2004,52,2896(2004) Tetrahedron.Lett.45,9401(2004)
しかしながら、非特許文献6に記載された製造方法では、ピネンのベルベノール及びベルベノンへの酸化に四酢酸鉛及び酸化クロムを用いているため、有害で環境負荷の高い重金属廃棄物を大量に与える上、これらの酸化剤は爆発を引き起こす恐れもあるため工業的には実施し難い。また、ベルベノール及びベルベノンを更に酸化するために、高価なルテニウム触媒を用いており、経済性の面からも工業的には実施し難い。また、非特許文献7に記載された製造方法では、ピネンのベルベノンへの酸化を酸素雰囲気下で行っており、安全性の面から工業的には実施し難い上、7日間もの反応時間を要するため効率が悪く、非経済的である。また、非特許文献6と同様にベルベノンの酸化に高価なルテニウム触媒を使用している点からも非経済的である。
Citrus mealybugの性フェロモンに代表されるシクロブタン構造を有する性フェロモン化合物の基礎的な生物学的研究及び農学的研究のために、また、応用及び実用に供する目的のために、十分量のフェロモン原体の供給が可能な効率的で工業的に実施可能な製造方法が強く望まれている。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、効率的で工業的に実施可能な、シクロブタン構造を有する性フェロモン化合物の合成中間体として有用なジメチルシクロブタン化合物及びその製造方法を提供する。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、本明細書の下記に示す一般式(1)で表される、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物を用いることにより、安全性及び経済性並びに環境負荷の面から工業的に実施し難い酸化反応を用いることなく、効率的で工業的に実施可能な、シクロブタン構造を有する性フェロモン化合物を製造することができることを見出し、本発明を為すに至った。
本発明の一つの態様によれば、下記一般式(2)
(式中、Rは、炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。)で表されるジメチルシクロブタノン化合物と、下記一般式(3)
(式中、R及びRはそれぞれ独立して、炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。)で表されるホスホン酸エステル化合物との反応(特に、オレフィン化反応、好ましくはホーナー・ワズワース・エモンズ反応)により、下記一般式(1)
(式中、R及びRは、上記で定義された通りである。)で表される、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物を得る工程
を少なくとも含む、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)の製造方法が提供される。
また、本発明の他の態様では、下記一般式(1)
(式中、R及びRはそれぞれ独立して、炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。)で表される、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物を還元反応に付すことにより、下記式(4)
で表される、ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物を得る工程
を少なくとも含む、ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)の製造方法が提供される。
また、本発明の他の態様では、上述のジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)の上記製造方法における工程と、
上記ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)のHOCH-(CH)C=中の水酸基、及び任意的に-CHOH中の水酸基、を別の基である及びX それぞれ変換することにより、下記一般式(5)
(式中、Xは、カルボニル基の炭素を含めた炭素数1~10のアシルオキシ基、カルボニル基の炭素を含めた炭素数2~10のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~10のアルカンスルホニルオキシ基、炭素数6~20のアレーンスルホニルオキシ基、炭素数1~12のアルコキシ基、炭素数6~12のアリールオキシ基、炭素数3~20のシリルオキシ基、炭素数3~30のトリアルキルホスホニオ基、炭素数12~30のトリアリールホスホニオ基又はハロゲン原子を表し、及び、Xは、水酸基、カルボニル基の炭素を含めた炭素数1~10のアシルオキシ基、カルボニル基の炭素を含めた炭素数2~10のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~10のアルカンスルホニルオキシ基、炭素数6~20のアレーンスルホニルオキシ基、炭素数1~12のアルコキシ基、炭素数6~12のアリールオキシ基、炭素数3~20のシリルオキシ基又はハロゲン原子を表す。)で表される、ジメチルシクロブタン化合物を得る工程と
を少なくとも含む、ジメチルシクロブタン化合物(5)の製造方法が提供される。
また、本発明の他の態様では、上述のジメチルシクロブタン化合物(5)の上記製造方法における各工程と、
上記ジメチルシクロブタン化合物(5)を還元反応に付すことにより、下記一般式(6)
(式中、Xは、水酸基、カルボニル基の炭素を含めた炭素数1~10のアシルオキシ基、カルボニル基の炭素を含めた炭素数2~10のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~10のアルカンスルホニルオキシ基、炭素数6~20のアレーンスルホニルオキシ基、炭素数1~12のアルコキシ基、炭素数6~12のアリールオキシ基、炭素数3~20のシリルオキシ基又はハロゲン原子を表す。)で表されるイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物及び/又は下記一般式(7)
(式中、Xは上記で定義された通りである。)で表されるイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物を得る工程と
を少なくとも含む、イソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6)及び/又はイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7)の製造方法が提供される。
更に、本発明の他の態様では、上述のイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6)及び/又はイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7)の上記製造方法における各工程と、
上記イソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6)及び/又はイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7)における特定の基Xを上記で定義されたXの選択肢中の別の基Xに変換して、イソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6’)及び/又はイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7’)を得る工程と
を少なくとも含む、イソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6’)及び/又はイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7’)の製造方法が提供される。
更に、本発明の他の態様では、上述の一般式(1)
(式中、R及びRはそれぞれ独立して、炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。)
で表される、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)が提供される。
本発明によれば、安全性、経済性、環境負荷の面から工業的な実施が困難な酸化反応を用いることなく、効率的且つ工業的にシクロブタン構造を有する性フェロモン化合物を製造することができる。本発明は、Citrus mealybug、Citriculus mealybug及びAlbopicta scaleの性フェロモンであるcis-(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチルエステル、並びにPink hibiscus mealybug及びCotton mealybugの性フェロモンである(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチルエステルの製造に応用可能である。
本明細書中の中間体、試薬及び目的物の化学式において、構造上、置換位置の異なる異性体、又はエナンチオ異性体若しくはジアステレオ異性体等の立体異性体が存在し得るものがあるが、特に記載がない限り、いずれの場合も各化学式はこれらの異性体のすべてを表すものとする。また、これらの異性体は、単独であってもよく、混合物であってもよい。
[I]ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)
まず、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)について説明する。ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)は、下記一般式で表される。
及びRはそれぞれ独立して、炭素数1~10の一価の炭化水素基を表す。R及びRの炭素数はそれぞれ独立して、1~10、好ましくは1~5である。
該一価の炭化水素基としては、メチル(Me)基、エチル(Et)基、n-プロピル(Pr)基、n-ブチル(Bu)基、n-ペンチル(Pen)基、n-ヘキシル(Hex)基、n-ヘプチル(Hep)基、n-オクチル(Oct)基、n-ノニル(Non)基、n-デシル(Dec)基等の直鎖状の飽和炭化水素基、イソプロピル(i-Pr)基、sec-ブチル基、イソブチル(i-Bu)基、t-ブチル(t-Bu)基等の分岐状の飽和炭化水素基、2-プロペニル基、2-プロピニル基等の直鎖状の不飽和炭化水素基、2-メチル-2-プロペニル基等の分岐状の不飽和炭化水素基、シクロプロピル基、2-メチルシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル(c-Hex)基等の環状炭化水素基、フェニル(Ph)基、2-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基等の芳香族炭化水素基等が挙げられ、これらと異性体の関係にある炭化水素基でもよい。
また、これらの一価の炭化水素基の水素原子の一部がメチル基、エチル基、ハロゲン原子等で置換されていてもよい。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
後述する還元反応における反応性及び/又は反応後の精製の容易さを考慮すると、反応性が高く、副生するアルコールが水洗及び濃縮によって容易に除去可能な、炭素数1~4の一価の炭化水素基が好ましい。R及びRの特に好ましい例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、イソブチル基及びt-ブチル基等、より特に好ましい例としてはメチル基、エチル基、n-プロピル基等が挙げられる。
ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)としては、下記一般式(1-1)で表される(S,Z)-3-(1-アルコキシカルボニルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブタンカルボン酸エステル化合物、下記一般式(1-2)で表される(R,Z)-3-(1-アルコキシカルボニルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブタンカルボン酸エステル化合物、下記一般式(1-3)で表される(S,E)-3-(1-アルコキシカルボニルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブタンカルボン酸エステル化合物、及び下記一般式(1-4)で表される(R,E)-3-(1-アルコキシカルボニルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブタンカルボン酸エステル化合物、並びにこれらのラセミ体、ジアステレオマー混合物及びスカレミック混合物が挙げられる。
ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)としては、特に、エチル=3-(1-エトキシカルボニルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブタンカルボキシレート(下記の実施例1を参照)、下記式で表されるジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物等が挙げられる。
[II]ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)の製造方法
次に、下記の化学反応式で示される、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)の製造方法について説明する。当該製造方法は、下記一般式(2)で表されるジメチルシクロブタノン化合物と、下記一般式(3)で表されるホスホン酸エステル化合物との反応、特にオレフィン化反応、好ましくはホーナー・ワズワース・エモンズ反応により、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)を得る工程を少なくとも含む。
ジメチルシクロブタノン化合物(2)におけるRは、上記で定義された通りである。
ジメチルシクロブタノン化合物(2)としては、下記一般式(2-1)で表される(S)-3-オキソ-2,2-ジメチルシクロブタンカルボン酸エステル化合物、及び下記一般式(2-2)で表される(R)-3-オキソ-2,2-ジメチルシクロブタンカルボン酸エステル化合物、並びにこれらのラセミ体、及びスカレミック混合物が挙げられる。
ジメチルシクロブタノン化合物(2)の具体的としては、エチル=2,2-ジメチル-3-オキソシクロブタンカルボキシレート(下記の実施例1を参照)等が挙げられる。
ジメチルシクロブタノン化合物(2)は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、ジメチルシクロブタノン化合物(2)は、市販されているものであってもよく、また独自に合成したものしたものであってもよい。
ホスホン酸エステル化合物(3)におけるRは、上記で定義された通りである。
ホスホン酸エステル化合物(3)におけるRは、炭素数1~10の1価の炭化水素基を表す。Rの炭素数は、1~10、好ましくは1~5である。
該一価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基等の直鎖状の飽和炭化水素基、イソプロピル基、sec-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基等の分岐状の飽和炭化水素基、2-プロペニル基、2-プロピニル基等の直鎖状の不飽和炭化水素基、2-メチル-2-プロペニル基等の分岐状の不飽和炭化水素基、シクロプロピル基、2-メチルシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の環状炭化水素基、フェニル基、2-メチルフェニル基、4-メチルフェニル基等の芳香族炭化水素基等が挙げられ、これらと異性体の関係にある炭化水素基でもよい。
また、これらの一価の炭化水素基の水素原子の一部がメチル基、エチル基、ハロゲン原子等で置換されていてもよい。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
ホスホン酸エステル化合物(3)の入手の容易さを考慮すると、Rの特に好ましい例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、フェニル基等が挙げられる。
ホスホン酸エステル化合物(3)としては、特に、2-ホスホノプロピオン酸トリエチル等が挙げられる。
ホスホン酸エステル化合物(3)は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、ホスホン酸エステル化合物(3)は、市販されているものであってもよく、また独自に合成したものを用いてもよい。
ホスホン酸エステル化合物(3)の使用量は、ジメチルシクロブタノン化合物(2)1molに対して、好ましくは0.7~5.0mol、より好ましくは0.8~4.0mol、更に好ましくは0.9~3.0molである。
上記の反応に用いる塩基としては、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、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、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、メチルリチウム、エチルリチウム、n-ブチルリチウム、塩化メチルマグネシウム、ジムシルナトリウム等の有機金属化合物、ナトリウム=アミド、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、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、リチウム=ジシクロヘキシルアミド等の金属アミド類、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金属類、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン、ピリジン、4-ジメチルアミノピリジン、イミダゾール、キノリン、ピロリジン、ピペリジン、コリジン、ルチジン、モルホリン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン等の有機塩基化合物等を挙げることができる。
該塩基は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該塩基は、市販されているものを用いることができる。
該塩基の使用量は、ホスホン酸エステル化合物(3)1molに対して、好ましくは0.7~5.0mol、より好ましくは0.8~4.0mol、更に好ましくは0.9~3.0molである。
上記の反応は、ルイス酸の共存下で行われてもよい。
該ルイス酸としては、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム等のハロゲン化リチウム等が挙げられる。
該ルイス酸は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該ルイス酸は、市販されているものを用いることができる。
該ルイス酸の使用量は、ホスホン酸エステル化合物(3)1molに対して、好ましくは0.7~5.0mol、より好ましくは0.8~4.0mol、更に好ましくは0.9~3.0molである。
上記の反応における溶媒としては、ジエチル=エーテル、ジブチル=エーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等のエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエチレン等の塩素系溶剤類、N,N-ジメチルホルムアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチル=スルホキシド、ヘキサメチルホスホリック=トリアミド等の非プロトン性極性溶媒類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、酢酸エチル、酢酸n-ブチル等のエステル類、メタノール、エタノール、t-ブチルアルコール等のアルコール類、及び水等が挙げられる。
該溶媒は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販されているものを用いることができる。
該溶媒の使用量は、ジメチルシクロブタノン化合物(2)1molに対して、好ましくは10~10,000gである。
上記の反応における反応温度は、好ましくは-78~180℃、より好ましくは-60~160℃、更に好ましくは-40~140℃である。
上記の反応における反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)で反応を追跡して反応を完結させることが収率の点で望ましく、通常0.5~24時間程度である。
[III]ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)の製造方法
次に、下記の化学反応式で示される、下記式(4)で表されるジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物の製造方法について説明する。当該製造方法は、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)を還元反応に付すことにより、ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)を得る工程を少なくとも含む(下記の実施例2を参照)。
還元剤としては、水素、ボラン、ビス(3-メチル-2-ブチル)ボラン等のアルキルボラン化合物、トリエチルシラン等のアルキルシラン化合物、水素化アルミニウム等の金属水素化物類、水素化ジイソブチルアルミニウム等のアルキル金属水素化物類、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素カルシウム、水素化トリメトキシホウ素ナトリウム、水素化トリエチルホウ素リチウム、水素化アルミニウムナトリウム、水素化アルミニウムリチウム、水素化トリメトキシアルミニウムリチウム、水素化ジエトキシアルミニウムリチウム、水素化トリtert-ブトキシアルミニウムリチウム、水素化ビス(2-メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム等の錯体水素化物類及びそれらのアルコキシあるいはアルキル誘導体等が挙げられる。
該還元剤は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該還元剤は、市販されているものを用いることができる。
該還元剤の使用量は、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)1molに対して、ヒドリド換算で、好ましくは3.5~100.0mol、より好ましくは3.6~20.0mol、更に好ましくは3.7~15.0molである。
還元反応において用いる溶媒としては、ジエチル=エーテル、ジブチル=エーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等のエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエチレン等の塩素系溶剤類、N,N-ジメチルホルムアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチル=スルホキシド、ヘキサメチルホスホリック=トリアミド等の非プロトン性極性溶媒類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、酢酸エチル、酢酸n-ブチル等のエステル類、メタノール、エタノール、t-ブチルアルコール等のアルコール類、及び水等が挙げられる。
該溶媒は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販されているものを用いることができる。
該溶媒の使用量は、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)1molに対して、好ましくは10~20,000gである。
還元反応における反応温度は、好ましくは-78~180℃、より好ましくは-78~160℃、更に好ましくは-78~140℃である。
還元反応における反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)で反応を追跡して反応を完結させることが収率の点で望ましく、通常0.5~24時間程度である。
ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)としては、下記式(4-1)で表される(S,Z)-2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロパン-1-オール、下記式(4-2)で表される(R,Z)-2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロパン-1-オール、下記式(4-3)で表される(S,E)-2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロパン-1-オール、及び下記式(4-4)で表される(R,E)-2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロパン-1-オール、並びにこれらのラセミ体、ジアステレオマー混合物及びスカレミック混合物が挙げられる。
[IV]ジメチルシクロブタン化合物(5)の製造方法
次に、下記の化学反応式で示される、ジメチルシクロブタン化合物(5)の製造方法について説明する。当該製造方法は、上述のジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)のHOCH-(CH)C=中の水酸基、及び任意的に-CHOH中の水酸基、を別の基である及びX それぞれに変換することにより、ジメチルシクロブタン化合物(5)を得る工程を少なくとも含む。
としては、カルボニル基の炭素を含めた炭素数1~10のアシルオキシ基、カルボニル基の炭素を含めた炭素数2~10のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~10のアルカンスルホニルオキシ基、炭素数6~20のアレーンスルホニルオキシ基、炭素数1~12のアルコキシ基、炭素数6~12のアリールオキシ基、炭素数3~20のシリルオキシ基、炭素数3~30のトリアルキルホスホニオ基、炭素数12~30のトリアリールホスホニオ基及びハロゲン原子等が挙げられる。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
としては、水酸基、カルボニル基の炭素を含めた炭素数1~10のアシルオキシ基、カルボニル基の炭素を含めた炭素数2~10のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~10のアルカンスルホニルオキシ基、炭素数6~20のアレーンスルホニルオキシ基、炭素数1~12のアルコキシ基、炭素数6~12のアリールオキシ基、炭素数3~20のシリルオキシ基及びハロゲン原子等が挙げられる。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
カルボニル基の炭素を含めた炭素数1~10のアシルオキシ基としては、ホルミルオキシ基、アセトキシ基、プロパノイルオキシ基、ブタノイルオキシ基、ペンタノイルオキシ基、ヘキサノイルオキシ基、ヘプタノイルオキシ基、オクタノイルオキシ基、ノナノイルオキシ基、デカノイルオキシ基、クロトニルオキシ基等の直鎖状の脂肪族アシルオキシ基、2-メチルプロパノイルオキシ基、ピバロイルオキシ基、2-メチルブタノイルオキシ基、3-メチル-2-ブテノイルオキシ基、3-メチル-3-ブテノイルオキシ基等の分岐状の脂肪族アシルオキシ基、トリクロロアセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基等のハロゲン化アシルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等の芳香族アシルオキシ基等が挙げられ、これらと異性体の関係にあるアシルオキシ基でもよい。また、これらのアシルオキシ基の水素原子の一部がメチル基、エチル基、ハロゲン原子等で置換されていてもよい。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
カルボニル基の炭素を含めた炭素数1~10のアシルオキシ基としては、入手の容易さの観点から特に好ましい例としてホルミルオキシ基、アセトキシ基、プロパノイルオキシ基、ピバロイルオキシ基、2-メチルブタノイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基等が挙げられる。
カルボニル基の炭素を含めた炭素数2~10のアルコキシカルボニルオキシ基としては、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、n-プロポキシカルボニルオキシ基、n-ブトキシカルボニルオキシ基、n-ペンチルオキシカルボニルオキシ基、n-ヘキシルオキシカルボニルオキシ基、n-ヘプチルオキシカルボニルオキシ基、n-オクチルオキシカルボニルオキシ基、n-ノニルオキシカルボニルオキシ基、n-デシルオキシカルボニルオキシ基等の直鎖状の飽和アルコキシカルボニルオキシ基、イソプロポキシカルボニルオキシ基、t-ブトキシカルボニルオキシ基等の分岐状の飽和アルコキシカルボニルオキシ基、2-プロペニルオキシカルボニルオキシ基、2-プロピニルオキシカルボニルオキシ基等の直鎖状の不飽和アルコキシカルボニルオキシ基、2-メチル-2-プロペニルオキシカルボニルオキシ基等の分岐状の不飽和アルコキシカルボニルオキシ基、シクロプロピルオキシカルボニルオキシ基、2-メチルシクロプロピルオキシカルボニルオキシ基、シクロブチルオキシカルボニルオキシ基、シクロペンチルオキシカルボニルオキシ基等の環状アルコキシカルボニルオキシ基、ベンジルオキシカルボニルオキシ基、パラメトキシベンジルオキシカルボニルオキシ基等の芳香環を含有するアルコキシカルボニルオキシ基、メトキシメトキシカルボニルオキシ基、ベンジルオキシメトキシカルボニルオキシ基、パラメトキシベンジルオキシメトキシカルボニルオキシ基等のオキシアルコキシカルボニルオキシ基、2,2,2-トリクロロエトキシカルボニルオキシ基等のハロゲン化アルコキシカルボニルオキシ基等が挙げられ、これらと異性体の関係にあるアルコキシカルボニルオキシ基でもよい。また、これらのアルコキシカルボニルオキシ基の水素原子の一部がメチル基、エチル基、ハロゲン原子等で置換されていてもよい。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
カルボニル基の炭素を含めた炭素数2~10のアルコキシカルボニルオキシ基としては、入手の容易さ等の観点から特に好ましい例として、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、n-プロポキシカルボニルオキシ基等が挙げられる。
炭素数1~10のアルカンスルホニルオキシ基としては、メタンスルホニルオキシ基、エタンスルホニルオキシ基、1-ブタンスルホニルオキシ基、1-ペンタンスルホニルオキシ基、1-ヘキサンスルホニルオキシ基、1-ヘプタンスルホニルオキシ基、1-オクタンスルホニルオキシ基、1-ノナンスルホニルオキシ基、1-デカンスルホニルオキシ基、アリルスルホニルオキシ基、10-カンファ―スルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、α-ベンジルスルホニルオキシ基等が挙げられ、これらと異性体の関係にあるアルカンスルホニルオキシ基でもよい。また、これらのアルカンスルホニルオキシ基の水素原子の一部がメチル基、エチル基、ハロゲン原子等で置換されていてもよい。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
炭素数1~10のアルカンスルホニルオキシ基としては、入手の容易さの観点から特に好ましい例として、メタンスルホニルオキシ基、エタンスルホニルオキシ基等が挙げられる。
炭素数6~20のアレーンスルホニルオキシ基としては、ベンゼンスルホニルオキシ基、4-クロロベンゼンスルホニルオキシ基、4-メトキシベンゼンスルホニルオキシ基、2-ニトロベンゼンスルホニルオキシ基、2,4,6-トリメチルベンゼンスルホニルオキシ基、パラトルエンスルホニルオキシ基、1-ナフタレンスルホニルオキシ基、2-ナフタレンスルホニルオキシ基が挙げられ、これらと異性体の関係にあるアレーンスルホニルオキシ基でもよい。また、これらのアレーンスルホニルオキシ基の水素原子の一部がメチル基、エチル基、ハロゲン原子等で置換されていてもよい。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
炭素数6~20のアレーンスルホニルオキシ基としては、入手の容易さの観点から特に好ましい例として、ベンゼンスルホニルオキシ基、パラトルエンスルホニルオキシ基等が挙げられる。
炭素数1~12のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、n-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-ヘプチルオキシ基、n-オクチルオキシ基、n-ノニルオキシ基、n-デシルオキシ基、n-ウンデシルオキシ基、n-ドデシルオキシ基等の直鎖状の飽和アルコキシ基、イソプロポキシ基、t-ブトキシ基等の分岐状の飽和アルコキシ基、2-プロペニルオキシ基、2-プロピニルオキシ基等の直鎖状の不飽和アルコキシ基、2-メチル-2-プロペニルオキシ基等の分岐状の不飽和アルコキシ基、シクロプロピルオキシ基、2-メチルシクロプロピルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基等の環状アルコキシ基、ベンジルオキシ基、パラメトキシベンジルオキシ基等の芳香環を含有するアルコキシ基、メトキシメトキシ基、2-メトキシエトキシメトキシ基、ベンジルオキシメトキシ基、パラメトキシベンジルオキシメトキシ基、1-エトキシエトキシ基、1-アリルオキシエトキシ基、テトラヒドロピラン-2-イルオキシ基等のオキシアルコキシ基、2,2,2-トリクロロエトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基等のハロゲン化アルコキシ基等が挙げられ、これらと異性体の関係にあるアルコキシ基でもよい。また、これらのアルコキシ基の水素原子の一部がメチル基、エチル基、ハロゲン原子等で置換されていてもよい。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
炭素数1~12のアルコキシ基としては、調製の容易さ等の観点から特に好ましい例として、メトキシ基、エトキシ基、2-プロペニルオキシ基、メトキシメトキシ基、1-エトキシエトキシ基、1-アリルオキシエトキシ基、テトラヒドロピラン-2-イルオキシ基等が挙げられる。
炭素数6~12のアリールオキシ基としては、フェノキシ基、4-クロロフェノキシ基、4-メトキシフェノキシ基、ナフトキシ基、4-ビフェニルオキシ基等が挙げられ、これらと異性体の関係にあるアリールオキシ基でもよい。また、これらのアリールオキシ基の水素原子の一部がメチル基、エチル基、ハロゲン原子等で置換されていてもよい。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
炭素数6~12のアリールオキシ基としては、入手の容易さの観点から特に好ましい例として、フェノキシ基、ナフトキシ基等が挙げられる。
炭素数3~20のシリルオキシ基としては、トリメチルシリルオキシ基、トリエチルシリルオキシ基、トリイソプロピルシリルオキシ基、t-ブチルジメチルシリルオキシ基等のトリアルキルシリルオキシ基、t-ブチルジフェニルシリルオキシ基等のモノアルキルジアリールシリルオキシ基等が挙げられ、これらと異性体の関係にあるシリルオキシ基でもよい。また、これらのシリルオキシ基の水素原子の一部がメチル基、エチル基、ハロゲン原子等で置換されていてもよい。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。
炭素数3~20のシリルオキシ基としては、入手の容易さの観点から特に好ましい例として、トリメチルシリルオキシ基、トリエチルシリルオキシ基、トリイソプロピルシリルオキシ基、t-ブチルジメチルシリルオキシ基等が挙げられる。
炭素数3~30のトリアルキルホスホニオ基としては、トリメチルホスホニオ基、トリエチルホスホニオ基、トリプロピルホスホニオ基、トリブチルホスホニオ基、トリペンチルホスホニオ基、トリへキシルホスホニオ基、トリヘプチルホスホニオ基、トリオクチルホスホニオ基、トリノニルホスホニオ基、トリデシルホスホニオ基、トリシクロへキシルホスホニオ基等が挙げられる。
炭素数3~30のトリアルキルホスホニオ基としては、入手の容易さの観点から特に好ましい例として、トリブチルホスホニオ基、トリシクロへキシルホスホニオ基、トリオクチルホスホニオ基等が挙げられる。
炭素数12~30のトリアリールホスホニオ基としては、トリフェニルホスホニオ基、トリ(2-メチルフェニル)ホスホニオ基、トリフリルホスホニオ基、トリ(1-ナフチル)ホスホニオ基等が挙げられる。
炭素数12~30のトリアリールホスホニオ基としては、入手の容易さの観点から特に好ましい例として、トリフェニルホスホニオ基、トリ(2-メチルフェニル)ホスホニオ基等が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。入手の容易さの観点から特に好ましい例として、塩素原子、臭素原子が挙げられる。
ジメチルシクロブタン化合物(5)としては、2つのアシルオキシ基を有するジメチルシクロブタン化合物、2つのハロゲン原子を有するジメチルシクロブタン化合物、ホスホニオ基と水酸基を有するジメチルシクロブタン化合物、ハロゲン原子とアシルオキシ基を有するジメチルシクロブタン化合物等が挙げられる。
2つのアシルオキシ基を有するジメチルシクロブタン化合物としては、[3-(2-アセトキシ-1-メチルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブチル]メチル=アセテート、(3-[2-(2-メチルブタノイルオキシ)-1-メチルエチリデン]-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエート等の[3-(2-アシルオキシ-1-メチルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブチル]メチル=アシレート化合物等が挙げられる。
2つのハロゲン原子を有するジメチルシクロブタン化合物としては、1-クロロメチル-3-(2-クロロ-1-メチルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブタン等の1-ハロメチル-3-(2-ハロ-1-メチルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブタン化合物等が挙げられる。
ホスホニオ基と水酸基を有するジメチルシクロブタン化合物としては、[2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロピル]トリフェニルホスホニウム等の[2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロピル]トリフェニルホスホニウム化合物等が挙げられる。
ハロゲン原子とアシルオキシ基を有するジメチルシクロブタン化合物としては、[2,2-ジメチル-3-(2-ブロモ-1-メチルエチリデン)シクロブチル]メチル=アセテート等の[2,2-ジメチル-3-(2-ハロ-1-メチルエチリデン)シクロブチル]メチル=アシレート化合物等が挙げられる。
上記の水酸基を別の基に変換する反応は、公知の方法により行うことができる。
例えば、下記一般式(5A)で表される、2つのアシルオキシ基を有するジメチルシクロブタン化合物は、下記の化学反応式で示される通り、上述のジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)と、アシル化剤とのアシル化反応により製造することができる(下記の実施例3及び4を参照)。
は、カルボニル基の炭素を含めた炭素数1~10のアシルオキシ基を表す。炭素数1~10のアシルオキシ基としては、上記のX及びXが炭素数1~10のアシルオキシ基である場合に例示した上記基が挙げられる。
アシル化剤としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水ブタン酸、無水2-メチルブタン酸等の酸無水物、塩化アセチル、塩化プロピオニル、塩化ブタノイル、塩化2-メチルブタノイル等の酸塩化物等が挙げられる。
該アシル化剤は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該アシル化剤は、市販されているものを用いることができる。
該アシル化剤の使用量は、ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)1molに対して、好ましくは1.4~100mol、より好ましくは1.6~50mol、更に好ましくは1.8~20molである。
アシル化反応に用いる塩基としては、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、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、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、メチルリチウム、エチルリチウム、n-ブチルリチウム、塩化メチルマグネシウム、ジムシルナトリウム等の有機金属化合物、ナトリウム=アミド、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、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、リチウム=ジシクロヘキシルアミド等の金属アミド類、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金属類、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン、ピリジン、4-ジメチルアミノピリジン、イミダゾール、キノリン、ピロリジン、ピペリジン、コリジン、ルチジン、モルホリン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン等の有機塩基化合物等を挙げることができる。
該塩基は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該塩基は、市販されているものを用いることができる。
該塩基の使用量は、ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)1molに対して、好ましくは1.5~110mol、より好ましくは1.7~60mol、更に好ましくは1.9~30molである。
アシル化反応における溶媒としては、ジエチル=エーテル、ジブチル=エーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等のエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエチレン等の塩素系溶剤類、N,N-ジメチルホルムアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチル=スルホキシド、ヘキサメチルホスホリック=トリアミド等の非プロトン性極性溶媒類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、酢酸エチル、酢酸n-ブチル等のエステル類、及び水等が挙げられる。
該溶媒は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販されているものを用いることができる。
該溶媒の使用量は、ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)1molに対して、好ましくは10~10,000gである。
アシル化反応における反応温度は、好ましくは-78~180℃、より好ましくは-60~160℃、更に好ましくは-40~140℃である。
アシル化反応における反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)で反応を追跡して反応を完結させることが収率の点で望ましく、通常0.5~24時間程度である。
下記一般式(5B)で表される、2つのハロゲン原子を有するジメチルシクロブタン化合物(5B)は、下記の化学反応式で示される通り、上述のジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)と、ハロゲン源と、ホスフィン化合物とのハロゲン化反応により製造することができる(下記の実施例5を参照)。
は、ハロゲン原子を表す。ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられる。Xは、ハロゲン化反応において用いられるハロゲン源に由来する。
ハロゲン源としては、四塩化炭素、四臭化炭素等の四ハロゲン化炭素化合物、臭素、ヨウ素等のハロゲン単体等が挙げられる。
該ハロゲン源は、1種類又は2種類以上使用してもよい。また、ハロゲン源は、市販されているものを用いることができる。
該ハロゲン源の使用量は、ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)1molに対して、好ましくは1.4~1000mol、より好ましくは1.6~500mol、更に好ましくは1.8~200molである。
ホスフィン化合物としては、トリフェニルホスフィン等のトリアリールホスフィン化合物、トリオクチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン化合物等が挙げられる。
該ホスフィン化合物は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該ホスフィン化合物は、市販されているものを用いることができる。
該ホスフィン化合物の使用量は、ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)1molに対して、好ましくは1.4~20.0mol、より好ましくは1.6~16mol、更に好ましくは1.8~14molである。
ハロゲン化反応は塩基の存在下で行ってもよい。
該塩基としては、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン、ピリジン、4-ジメチルアミノピリジン、イミダゾール、キノリン、ピロリジン、ピペリジン、コリジン、ルチジン、モルホリン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン等の有機塩基化合物等を挙げることができる。
該塩基は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該塩基は、市販されているものを用いることができる。
該塩基の使用量は、ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)1molに対して、好ましくは0~1000mol、より好ましくは0~500mol、更に好ましくは0~200molである。
ハロゲン化反応における溶媒としては、ジエチル=エーテル、ジブチル=エーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等のエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエチレン等の塩素系溶剤類、N,N-ジメチルホルムアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチル=スルホキシド、ヘキサメチルホスホリック=トリアミド等の非プロトン性極性溶媒類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、酢酸エチル、酢酸n-ブチル等のエステル類等が挙げられる。
該溶媒は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販されているものを用いることができる。
該溶媒の使用量は、ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)1molに対して、好ましくは0~20,000gである。
ハロゲン化反応における反応温度は、好ましくは-78~180℃、より好ましくは-60~160℃、更に好ましくは-40~140℃である。
ハロゲン化反応における反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)で反応を追跡して反応を完結させることが収率の点で望ましく、通常0.5~24時間程度である。
下記一般式(5C)で表される、ホスホニオ基と水酸基を有するジメチルシクロブタン化合物(5C)は、下記の化学反応式で示される通り、上述のジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)と、ホスフィンハロゲン化水素塩とのホスホニオ化反応により製造することができる(下記の実施例6を参照)。
は、炭素数3~30のトリアルキルホスホニオ基又は炭素数12~30のトリアリールホスホニオ基を表す。炭素数3~30のトリアルキルホスホニオ基としては、上記のXが炭素数3~30のトリアルキルホスホニオ基である場合に例示した上記基が挙げられる。炭素数12~30のトリアリールホスホニオ基としては、上記のXが炭素数12~30のトリアリールホスホニオ基である場合に例示した上記基が挙げられる。Xは、ホスホニオ化反応において用いられるホスフィンハロゲン化水素塩に由来する。
ホスフィンハロゲン化水素塩としては、トリフェニルホスフィン塩化水素塩、トリフェニルホスフィン臭化水素塩、トリフェニルホスフィンヨウ化水素塩等が挙げられる。
該ホスフィンハロゲン化水素塩は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該ホスフィンハロゲン化水素塩は、市販されているものを用いることができる。
該ホスフィンハロゲン化水素塩の使用量は、ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)1molに対して、好ましくは0.7~10.0mol、より好ましくは0.8~8.0mol、更に好ましくは0.9~6.0molである。
ホスホニオ化反応における溶媒としては、ジエチル=エーテル、ジブチル=エーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等のエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエチレン等の塩素系溶剤類、N,N-ジメチルホルムアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチル=スルホキシド、ヘキサメチルホスホリック=トリアミド等の非プロトン性極性溶媒類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、酢酸エチル、酢酸n-ブチル等のエステル類、メタノール、エタノール、t-ブチルアルコール等のアルコール類、及び水等が挙げられる。
該溶媒は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販されているものを用いることができる。
該溶媒の使用量は、ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)1molに対して、好ましくは10~10,000gである。
ホスホニオ化反応における反応温度は、好ましくは-78~180℃、より好ましくは-60~160℃、更に好ましくは-40~140℃である。
ホスホニオ化反応における反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)で反応を追跡して反応を完結させることが収率の点で望ましく、通常0.5~24時間程度である。
また、上述のジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)における水酸基を多段的に他の基に変換することも可能である。
例えば、下記一般式(5D)で表される、ハロゲン原子とアシルオキシ基を有するジメチルシクロブタン化合物は、下記の化学反応式で示される通り、上述の2つのアシルオキシ基を有するジメチルシクロブタン化合物(5A)と、ハロゲン化水素化合物とのハロゲン化反応により製造することができる(下記の実施例7を参照)。
ハロゲン原子とアシルオキシ基を有するジメチルシクロブタン化合物(5D)におけるX、Xは、上記で定義された通りである。
ハロゲン化水素化合物としては、塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素等が挙げられる。
該ハロゲン化水素化合物は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、ハロゲン化水素化合物は、市販されているものを用いることができる。
該ハロゲン化水素化合物の使用量は、2つのアシルオキシ基を有するジメチルシクロブタン(5A)1molに対して、好ましくは0.7~10mol、より好ましくは0.8~8mol、更に好ましくは0.9~6molである。
ハロゲン化反応における溶媒としては、ジエチル=エーテル、ジブチル=エーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等のエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエチレン等の塩素系溶剤類、N,N-ジメチルホルムアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチル=スルホキシド、ヘキサメチルホスホリック=トリアミド等の非プロトン性極性溶媒類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、酢酸エチル、酢酸n-ブチル等のエステル類、ギ酸、酢酸、プロピオン酸等のカルボン酸類、及び水等が挙げられる。
該溶媒は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販されているものを用いることができる。
該溶媒の使用量は、2つのアシルオキシ基を有するジメチルシクロブタン化合物(5A)1molに対して、好ましくは10~10,000gである。
ハロゲン化反応における反応温度は、好ましくは-78~180℃、より好ましくは-60~160℃、更に好ましくは-40~140℃である。
ハロゲン化反応における反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)で反応を追跡して反応を完結させることが収率の点で望ましく、通常0.5~24時間程度である。
ジメチルシクロブタン化合物(5)としては、下記一般式(5-1)で表される(S,Z)-体のジメチルシクロブタン化合物、下記式(5-2)で表される(R,Z)-体のジメチルシクロブタン化合物、下記式(5-3)で表される(S,E)-体のジメチルシクロブタン化合物、及び下記式(5-4)で表される(R,E)-体のジメチルシクロブタン化合物、並びにこれらのラセミ体、ジアステレオマー混合物及びスカレミック混合物が挙げられる。
[V]イソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6)及びイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7)の製造方法
次に、下記の化学反応式で示される、下記一般式(6)で表されるイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物及び下記一般式(7)で表されるイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物の製造方法について説明する。当該製造方法は、上述のジメチルシクロブタン化合物(5)を還元反応に付すことにより、イソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6)及び/又はイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7)を得る工程を少なくとも含む。該還元反応は、必要に応じて金属触媒及び配位子の存在下で、還元剤を用いて行われる。
は、水酸基、カルボニル基の炭素を含めた炭素数1~10のアシルオキシ基、カルボニル基の炭素を含めた炭素数2~10のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~10のアルカンスルホニルオキシ基、炭素数6~20のアレーンスルホニルオキシ基、炭素数1~12のアルコキシ基、炭素数6~12のアリールオキシ基、炭素数3~20のシリルオキシ基又はハロゲン原子を表す。また、Xにおける上記の各基は、X及びXで述べたこれら基と同じである。
上記還元反応において、ジメチルシクロブタン化合物(5)のXが維持される場合にはXと該反応後のXは同一となり、一方、Xが維持されない場合にはXと該反応後のXは異なる。
還元剤としては、水素、ギ酸、ギ酸ナトリウム、ギ酸アンモニウム、ギ酸トリエチルアンモニウム等のギ酸塩、ボラン、ビス(3-メチル-2-ブチル)ボラン等のアルキルボラン化合物、トリエチルシラン等のアルキルシラン化合物、水素化アルミニウム等の金属水素化物類、水素化ジイソブチルアルミニウム等のアルキル金属水素化物類、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ホウ素リチウム、水素化ホウ素カリウム、水素化ホウ素カルシウム、水素化トリメトキシホウ素ナトリウム、水素化トリエチルホウ素リチウム、水素化アルミニウムナトリウム、水素化アルミニウムリチウム、水素化トリメトキシアルミニウムリチウム、水素化ジエトキシアルミニウムリチウム、水素化トリtert-ブトキシアルミニウムリチウム、水素化ビス(2-メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウム等の錯体水素化物類及びそれらのアルコキシあるいはアルキル誘導体等が挙げられる。
該還元剤は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該還元剤は、市販されているものを用いることができる。
該還元剤の使用量は、ジメチルシクロブタン化合物(5)1molに対して、ヒドリド換算で、好ましくは0.7~100.0mol、より好ましくは0.8~80.0mol、更に好ましくは0.9~60.0molである。
還元反応は金属触媒の存在下で行ってもよい。
該金属触媒としては、パラジウム触媒、ニッケル触媒、鉄触媒、コバルト触媒、モリブデン触媒、タングステン触媒、ロジウム触媒、イリジウム触媒等が挙げられ、収率及び選択性の観点から、好ましくはパラジウム触媒である。
該パラジウム触媒としては、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム触媒等の0価のパラジウム触媒、酢酸パラジウム、ビス(アセタト)ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、トリフルオロ酢酸パラジウム、塩化パラジウム、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、アリルパラジウム=クロリド、アセチルアセトンパラジウム等の2価のパラジウム触媒等が挙げられる。
該金属触媒は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該金属触媒は、市販されているものを用いることができる。
該金属触媒の使用量は、ジメチルシクロブタン化合物(5)1molに対して、好ましくは0.0001~1mol、より好ましくは0.0002~0.9mol、更に好ましくは0.0003~0.8molである。
また、必要に応じて、該金属触媒と共に配位子を用いてもよい。
該配位子としては、亜リン酸トリエチル、亜リン酸トリフェニル等の亜リン酸エステル化合物、トリブチルホスフィン、トリシクロへキシルホスフィン、トリオクチルホスフィン、トリフェニルホスフィン、2,2’-ビス(ジフェニルホスフィノ)-1,1’-ビナフチル、2-(ジ-tert-ブチルホスフィノ)ビフェニル等のホスフィン化合物、アセチルアセトン、ジベンジリデンアセトン等のアセトン誘導体、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル化合物、ジメチルイミダゾリジノン、エチレンジアミン、ヘキサメチルホスホリックトリアミド等の窒素含有化合物、1,5-シクロオクタジエン、2,5-ノルボルナジエン等のジエン化合物等が挙げられる。
該配位子は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該配位子は、市販されているものを用いることができる。
該配位子の使用量は、金属触媒1molに対して、好ましくは0.001~10,000mol、より好ましくは0.01~1,000mol、更に好ましくは0.1~100molである。
還元反応における溶媒としては、ジエチル=エーテル、ジブチル=エーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等のエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエチレン等の塩素系溶剤類、N,N-ジメチルホルムアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチル=スルホキシド、ヘキサメチルホスホリック=トリアミド等の非プロトン性極性溶媒類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、酢酸エチル、酢酸n-ブチル等のエステル類、メタノール、エタノール、t-ブチルアルコール等のアルコール類、アセトン、2-ブタノン等のケトン類、及び水等が挙げられる。
該溶媒は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販されているものを用いることができる。
該溶媒の使用量は、ジメチルシクロブタン化合物(5)1molに対し、好ましくは10~150,000gである。
還元反応における反応温度は、好ましくは-78~180℃、より好ましくは-60~160℃、更に好ましくは-40~140℃である。
還元反応における反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)で反応を追跡して反応を完結させることが収率の点で望ましく、通常0.5~30時間程度である。
イソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6)としては、下記一般式(6-1)で表される(1R,3R)-3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブタン化合物、下記一般式(6-2)で表される(1S,3S)-3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブタン化合物、下記一般式(6-3)で表される(1R,3S)-3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブタン化合物、及び下記一般式(6-4)で表される(1S,3R)-3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブタン化合物、並びにこれらのラセミ体、ジアステレオマー混合物及びスカレミック混合物が挙げられる。
イソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6)としては、アシルオキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物、ハロメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物、ヒドロキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物、アルカンスルホニルオキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物等が挙げられる。
アシルオキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物としては、(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテート、(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエート、(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=3-メチル-3-ブテノエート等の(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アシレート化合物等が挙げられる。
ハロメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物としては、1-クロロメチル-3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブタン等の1-ハロメチル-3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブタン化合物が挙げられる。
ヒドロキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物としては、(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノール等が挙げられる。
アルカンスルホニルオキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物としては、(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=メタンスルホネート等の(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アルカンスルホネート化合物が挙げられる。
イソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7)としては、下記一般式(7-1)で表される(1R)-3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブタン化合物、及び下記一般式(7-2)で表される(1S)-3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブタン化合物、並びにこれらのラセミ体及びスカレミック混合物が挙げられる。
イソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7)としては、アシルオキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物、ハロメチル基を有するイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物、ヒドロキシメチル基を有するイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物、アルカンスルホニルオキシメチル基を有するイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物等が挙げられる。
アシルオキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物としては、(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテート、(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエート、(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=3-メチル-2-ブテノエート等の(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アシレート化合物等が挙げられる。
ハロメチル基を有するイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物としては、1-クロロメチル-3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブタン等の1-ハロメチル-3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブタン化合物等が挙げられる。
ヒドロキシメチル基を有するイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物としては、(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノール等が挙げられる。
アルカンスルホニルオキシメチル基を有するイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物としては、(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=メタンスルホネート等の(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アルカンスルホネート化合物等が挙げられる。
下記一般式(6A)で表される、アシルオキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6A)及び下記一般式(7A)で表されるイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7A)は、下記の化学反応式で示される通り、上述の2つのアシルオキシ基を有するジメチルシクロブタン化合物(5A)を還元反応に付すことにより製造することができる(下記の実施例8、9、10、11及び12を参照)。該還元反応は、必要に応じて金属触媒及び配位子の存在下で、還元剤を用いて行われうる。
アシルオキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6A)及びイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7A)におけるXは、上記で定義された通りである。
下記一般式(6B)で表される、ハロメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6B)及び下記一般式(7B)で表されるイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7B)は、下記の化学反応式で示される通り、上述の2つのハロゲン原子を有するジメチルシクロブタン化合物(5B)を還元反応に付すことにより製造することができる(下記の実施例13参照)。該還元反応は、必要に応じて金属触媒及び配位子の存在下で、還元剤を用いて行われうる。
ハロメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6B)及びイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7B)におけるXは、上記で定義された通りである。
また、例えば、下記式(6C)で表される、ヒドロキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物及び下記式(7C)で表されるイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物は、下記の化学反応式で示される通り、上述のホスホニオ基と水酸基を有するジメチルシクロブタン化合物(5C)を還元反応に付すことにより製造することができる(下記の実施例14を参照)。該還元反応は、必要に応じて金属触媒及び配位子の存在下で、還元剤を用いて行われる。
上述のヒドロキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6C)及び上述のイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7C)は、下記の化学反応式で示される通り、上述のハロゲン原子とアシルオキシ基を有するジメチルシクロブタン化合物(5D)を還元反応に付すことにより製造することができる(下記の実施例15を参照)。該還元反応は、必要に応じて金属触媒及び配位子の存在下で、還元剤を用いて行われる。
また、必要に応じて、上述のイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6)及び/又は上述のイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7)における特定の基Xをそれぞれ、上記で定義されたXの選択肢中の別の基Xに変換する工程を行うことにより官能基の変換を行って、該別の置換基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6’)及び/又は該別の置換基を有するイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7’)を得ることもできる(下記の実施例21を参照)。
官能基の変換は、公知の方法により、行うことができる。
上述のアシルオキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6A)及び上述のイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7A)は、下記の化学反応式で示される通り、ハロメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6B)及び/又はイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7B)と、カルボン酸塩とのアシルオキシ化反応により製造することができる(下記の実施例16を参照)。
該化学反応式は、化合物(6B)及び(7B)の混合物から化合物(6A)及び(7A)の混合物を製造すること、化合物(6B)から化合物(6A)を製造すること、並びに化合物(7B)から化合物(7A)を製造することを示す。
カルボン酸塩としては酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸セシウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム等の金属カルボン酸塩、酢酸アンモニウム、テトラブチルアンモニウム=アセテート等のアンモニウム=カルボキシラート等が挙げられる。
該カルボン酸塩は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該カルボン酸塩は、市販されているものを用いることができる。
該カルボン酸塩はカルボン酸と水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等の塩基とを反応させることにより反応系内で調製してもよい。
該カルボン酸塩の使用量は、ハロメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6B)及びイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7B)の合計1molに対して、好ましくは0.7~10mol、より好ましくは0.8~8mol、更に好ましくは0.9~6molである。
また、アシルオキシ化反応は、ハロゲン化物の共存下で行われてもよい。
該ハロゲン化物としては、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化セシウム、ヨウ化マグネシウム、ヨウ化カルシウム、臭化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化セシウム、臭化マグネシウム、臭化カルシウム等の金属ハロゲン化物、ヨウ化アンモニウム、臭化アンモニウム、テトラブチルアンモニウム=ヨージド、テトラブチルアンモニウム=ブロミド、テトラブチルアンモニウム=クロリド等のアンモニウム=ハライド化合物等が挙げられる。
該ハロゲン化物は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該ハロゲン化物は、市販されているものを用いることができる。
該ハロゲン化物の使用量は、ハロメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6B)及びイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7B)の合計1molに対して、好ましくは0.0001~10mol、より好ましくは0.0002~8mol、更に好ましくは0.0003~6molである。
アシルオキシ化反応における溶媒としては、ジエチル=エーテル、ジブチル=エーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等のエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエチレン等の塩素系溶剤類、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチル=スルホキシド、ヘキサメチルホスホリック=トリアミド等の非プロトン性極性溶媒類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、酢酸エチル、酢酸n-ブチル等のエステル類、メタノール、エタノール、t-ブチルアルコール等のアルコール類、及び水等が挙げられる。
該溶媒は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販されているものを用いることができる。
該溶媒の使用量は、ハロメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6B)及びイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7B)の合計1molに対して、好ましくは10~10,000gである。
アシルオキシ化反応における反応温度は、好ましくは-78~200℃、より好ましくは-60~180℃、更に好ましくは-40~160℃である。
アシルオキシ化反応における反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)で反応を追跡して反応を完結させることが収率の点で望ましく、通常0.5~24時間程度である。
上述のアシルオキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6A)及び上述のイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7A)は、下記の化学反応式で示される通り、ヒドロキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6C)及び/又はイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7C)と、アシル化剤とのアシル化反応により製造することができる(下記の実施例17、18及び22を参照)。
該化学反応式は、化合物(6C)及び(7C)の混合物から化合物(6A)及び(7A)の混合物を製造すること、化合物(6C)から化合物(6A)を製造すること、並びに化合物(7C)から化合物(7A)を製造することを示す。
アシル化剤としては、無水酢酸等の酸無水物、塩化アセチル等の酸塩化物等が挙げられる。
該アシル化剤は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該アシル化剤は、市販されているものを用いることができる。
該アシル化剤の使用量は、ヒドロキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6C)及びイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7C)の合計1molに対して、好ましくは0.7~100mol、より好ましくは0.8~50mol、更に好ましくは0.9~20molである。
アシル化反応に用いる塩基としては、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、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、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、メチルリチウム、エチルリチウム、n-ブチルリチウム、塩化メチルマグネシウム、ジムシルナトリウム等の有機金属化合物、ナトリウム=アミド、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、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、リチウム=ジシクロヘキシルアミド等の金属アミド類、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金属類、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン、ピリジン、4-ジメチルアミノピリジン、イミダゾール、キノリン、ピロリジン、ピペリジン、コリジン、ルチジン、モルホリン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン等の有機塩基化合物等を挙げることができる。
該塩基は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該塩基は、市販されているものを用いることができる。
該塩基の使用量は、ヒドロキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6C)及びイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7C)の合計1molに対して、好ましくは0.7~100mol、より好ましくは0.8~50mol、更に好ましくは0.9~20molである。
アシル化反応における溶媒としては、ジエチル=エーテル、ジブチル=エーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等のエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエチレン等の塩素系溶剤類、N,N-ジメチルホルムアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチル=スルホキシド、ヘキサメチルホスホリック=トリアミド等の非プロトン性極性溶媒類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、酢酸エチル、酢酸n-ブチル等のエステル類、及び水等が挙げられる。
該溶媒は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販されているものを用いることができる。
該溶媒の使用量は、ヒドロキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6C)及びイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7C)の合計1molに対して、好ましくは10~15,000gである。
アシル化反応における反応温度は、好ましくは-78~180℃、より好ましくは-60~160℃、更に好ましくは-40~140℃である。
アシル化反応における反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)で反応を追跡して反応を完結させることが収率の点で望ましく、通常0.5~24時間程度である。
下記一般式(6D)で表される、アルカンスルホニルオキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物及び下記一般式(7D)で表されるイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物は、下記の化学反応式で示される通り、上述のヒドロキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6C)及び/又は上述のイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7C)と、アルカンスルホニル化剤とのアルカンスルホニル化反応により製造することができる(下記の実施例19を参照)。
該化学反応式は、化合物(6C)及び(7C)の混合物から化合物(6D)及び(7D)の混合物を製造すること、化合物(6C)から化合物(6D)を製造すること、並びに化合物(7C)から化合物(7D)を製造することを示す。
アルカンスルホニルオキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6D)及びイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7D)におけるXは、炭素数1~10のアルカンスルホニルオキシ基を表す。炭素数1~10のアルカンスルホニルオキシ基としては、上記のX及びXが炭素数1~10のアルカンスルホニルオキシ基である場合に例示した上記基が挙げられる。
アルカンスルホニル化剤としては、メタンスルホン酸無水物等のアルカンスルホン酸無水物、塩化メタンスルホニル等のアルカンスルホン酸塩化物等が挙げられる。
該アルカンスルホニル化剤は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該アルカンスルホニル化剤は、市販されているものを用いることができる。
該アルカンスルホニル化剤の使用量は、ヒドロキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6C)及びイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7C)の合計1molに対して、好ましくは0.7~100mol、より好ましくは0.8~50mol、更に好ましくは0.9~20molである。
アルカンスルホニル化反応に用いる塩基としては、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、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、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、メチルリチウム、エチルリチウム、n-ブチルリチウム、塩化メチルマグネシウム、ジムシルナトリウム等の有機金属化合物、ナトリウム=アミド、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、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、リチウム=ジシクロヘキシルアミド等の金属アミド類、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金属類、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリブチルアミン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン、ピリジン、4-ジメチルアミノピリジン、イミダゾール、キノリン、ピロリジン、ピペリジン、コリジン、ルチジン、モルホリン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン等の有機塩基化合物等を挙げることができる。
該塩基は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該塩基は、市販されているものを用いることができる。
該塩基の使用量は、ヒドロキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6C)及びイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7C)の合計1molに対して、好ましくは0.7~100mol、より好ましくは0.8~50mol、更に好ましくは0.9~20molである。
アルカンスルホニル化反応における溶媒としては、ジエチル=エーテル、ジブチル=エーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等のエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエチレン等の塩素系溶剤類、N,N-ジメチルホルムアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチル=スルホキシド、ヘキサメチルホスホリック=トリアミド等の非プロトン性極性溶媒類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、酢酸エチル、酢酸n-ブチル等のエステル類、及び水等が挙げられる。
該溶媒は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販されているものを用いることができる。
該溶媒の使用量は、ヒドロキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6C)及びイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7C)の合計1molに対して、好ましくは10~10,000gである。
アルカンスルホニル化反応における反応温度は、好ましくは-78~180℃、より好ましくは-60~160℃、更に好ましくは-40~140℃である。
アルカンスルホニル化反応における反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)で反応を追跡して反応を完結させることが収率の点で望ましく、通常0.5~24時間程度である。
上述のアシルオキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6A)及び上述のイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7A)は、下記の化学反応式で示される通り、上述のアルカンスルホニルオキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6D)及び/又は上述のイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7D)と、カルボン酸塩とのアシルオキシ化反応により製造することができる(下記の実施例20を参照)。
該化学反応式は、化合物(6D)及び(7D)の混合物から化合物(6A)及び(7A)の混合物を製造すること、化合物(6D)から化合物(6A)を製造すること、並びに化合物(7D)から化合物(7A)を製造することを示す。
カルボン酸塩としてはとしては3-メチル-2-ブテン酸リチウム、3-メチル-2-ブテン酸ナトリウム、3-メチル-2-ブテン酸カリウム、3-メチル-2-ブテン酸セシウム等の3-メチル-2-ブテン酸アルカリ金属塩、3-メチル-2-ブテン酸マグネシウム、3-メチル-2-ブテン酸カルシウム等の3-メチル-2-ブテン酸アルカリ土類金属塩、3-メチル-2-ブテン酸アンモニウム、テトラブチルアンモニウム=3-メチル-2-ブテノエート等のアンモニウム=カルボキシラート等が挙げられる。
該カルボン酸塩は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該カルボン酸塩は、市販されているものを用いることができる。
カルボン酸塩はカルボン酸と水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等の塩基と反応系内で調製してもよい。
該カルボン酸塩の使用量は、アルカンスルホニルオキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6D)及びイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7D)の合計1molに対して、好ましくは0.7~10mol、より好ましくは0.8~8mol、更に好ましくは0.9~6molである。
また、アシルオキシ化反応は、ハロゲン化物の共存下で行われてもよい。
該ハロゲン化物としては、ヨウ化リチウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化セシウム、ヨウ化マグネシウム、ヨウ化カルシウム、臭化リチウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、臭化セシウム、臭化マグネシウム、臭化カルシウム等の金属ハロゲン化物、ヨウ化アンモニウム、臭化アンモニウム、テトラブチルアンモニウム=ヨージド、テトラブチルアンモニウム=ブロミド、テトラブチルアンモニウム=クロリド等のアンモニウム=ハライド化合物等が挙げられる。
該ハロゲン化物は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該ハロゲン化物は、市販されているものを用いることができる。
該ハロゲン化物の使用量は、アルカンスルホニルオキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6D)及びイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7D)の合計1molに対して、好ましくは0.0001~10mol、より好ましくは0.0002~8mol、更に好ましくは0.0003~6molである。
アシルオキシ化反応における溶媒としては、ジエチル=エーテル、ジブチル=エーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等のエーテル類、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン等の炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム、トリクロロエチレン等の塩素系溶剤類、N,N-ジメチルホルムアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチル=スルホキシド、ヘキサメチルホスホリック=トリアミド等の非プロトン性極性溶媒類、アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類、酢酸エチル、酢酸n-ブチル等のエステル類、メタノール、エタノール、t-ブチルアルコール等のアルコール類、及び水等が挙げられる。
該溶媒は、1種類又は2種類以上を使用してもよい。また、該溶媒は、市販されているものを用いることができる。
該溶媒の使用量は、アルカンスルホニルオキシメチル基を有するイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6D)及びイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7D)の合計1molに対して、好ましくは10~10,000gである。
アシルオキシ化反応における反応温度は、好ましくは-78~180℃、より好ましくは-60~160℃、更に好ましくは-40~140℃である。
アシルオキシ化反応における反応時間は、任意に設定できるが、ガスクロマトグラフィー(GC)又はシリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)で反応を追跡して反応を完結させることが収率の点で望ましく、通常0.5~24時間程度である。
[実施例]
以下、実施例を示して、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
化合物のスペクトル測定のためのサンプルは、場合により粗生成物を精製して得たものである。
なお、粗収率とは、精製を行わずに算出した収率をいう。
実施例1
エチル=3-(1-エトキシカルボニルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブタンカルボキシレートの製造
窒素雰囲気下、反応器に水素化ナトリウム(5.33g,0.222mol)、テトラヒドロフラン(THF)(500g)を加え、混合物を10℃で撹拌することにより、懸濁物を調製した。該懸濁物に2-ホスホノプロピオン酸トリエチル(52.9g,0.222mol)のTHF(16g)溶液を、反応器内温度が20℃を超えないようにして滴下した。滴下終了後、該懸濁物を55℃で1時間撹拌した。次に、エチル=2,2-ジメチル-3-オキソシクロブタンカルボキシレート(32.9g,0.193mol)のTHF(30g)溶液を、反応器内温度が60℃を超えないようにして滴下し、還流下9時間撹拌した。続いて、反応混合物に水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液を減圧蒸留することにより、目的のエチル=3-(1-エトキシカルボニルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブタンカルボキシレートをE:Z=57:43の幾何異性体混合物(38.3g,0.150mol)として収率78%で得た。
上記で得られたエチル=(E)-3-(1-エトキシカルボニルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブタンカルボキシレート(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
IR(D-ATR):νmax=2965,2933,2870,1732,1705,1674,1463,1448,1387,1367,1343,1305,1282,1250,1185,1160,1111,1038,861,767cm-1
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=1.18(3H,s),1.22-1.28(6H,m),1.41(3H,s),1.77(3H,t,J=2.1Hz),2.83(1H,dd,J=8.0,9.2Hz),3.03-3.11(1H,m),3.27-3.35(1H,m),4.10-4.21(4H,m)ppm。
13C-NMR(150MHz,CDCl):δ=13.16,14.31,14.42,21.11,26.88,30.86,45.64,48.25,60.02,60.27,120.12,160.91,168.09,172.82ppm。
上記で得られたエチル=(Z)-3-(1-エトキシカルボニルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブタンカルボキシレート(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
IR(D-ATR):νmax=2981,2961,2930,2870,1732,1715,1671,1449,1371,1342,1301,1280,1247,1185,1156,1114,1095,1077,1049,860,772cm-1
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=1.23(3H,s),1.26(3H,t,J=7.3Hz),1.28(3H,t,J=7.3Hz),1.42(3H,s),1.69(3H,t,J=1.5Hz),2.64-2.71(1H,m),2.81(1H,dd,J=7.6,8.8Hz),3.01-3.08(1H,m),4.09-4.22(4H,m)ppm。
13C-NMR(150MHz,CDCl):δ=14.19,14.31,14.41,20.73,26.59,27.84,44.85,49.80,59.99,60.29,120.38,159.90,166.68,172.93ppm。
実施例2
2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロパン-1-オールの製造
窒素雰囲気下、反応器に水素化ジイソブチルアルミニウム(DIBAL)の1.01Mトルエン溶液(1L,1.01mol)を加え、-60℃で撹拌した。この溶液に、実施例1に従って得られたエチル=3-(1-エトキシカルボニルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブタンカルボキシレートのE:Z=57:43の幾何異性体混合物(36.6g,0.144mol)のテトラヒドロフラン(THF)(80g)溶液を、反応器内温度が-50℃を超えないようにして滴下した。滴下終了後、混合物を10℃まで徐々に昇温し、その後、5時間撹拌した。続いて、該混合物に飽和ロッシェル塩水溶液を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行うことにより、目的の2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロパン-1-オールの粗生成物をE:Z=57:43の幾何異性体混合物(24.5g,0.144mol)として粗収率100%で得た。
上記で得られた(E)-2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロパン-1-オール(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
IR(D-ATR):νmax=3322,2955,2922,2864,1703,1459,1382,1361,1311,1276,1224,1167,1101,1053,1031,1005,942,886cm-1
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=1.18(3H,s),1.28(3H,s),1.66(3H,t,J=1.9Hz),1.76(2H,brs),2.06-2.13(1H,m),2.19-2.26(1H,m),2.66-2.72(1H,m),3.61(1H,dd,J=7.2,10.7Hz),3.75(1H,dd,J=7.6,10.7Hz),3.89(2H,brs)ppm。
13C-NMR(150MHz,CDCl):δ=14.19,20.51,27.54,28.24,42.71,44.40,63.78,63.88,125.64,142.47ppm。
上記で得られた(Z)-2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロパン-1-オール(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
IR(D-ATR):νmax=3329,2954,2925,2865,1702,1445,1374,1362,1312,1272,1249,1166,1121,1066,1026,1003,888cm-1
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=1.18(3H,s),1.28(3H,s),1.56(3H,t,J=1.3Hz),1.57(2H,brs),2.07-2.23(2H,m),2.59-2.65(1H,m),3.62(1H,dd,J=6.8,10.7Hz),3.76(1H,dd,J=7.6,10.7Hz),3.98-4.05(2H,m)ppm。
13C-NMR(150MHz,CDCl):δ=15.07,21.90,27.63,29.56,42.49,44.58,62.51,63.97,126.32,143.79ppm。
実施例3
[3-(2-アセトキシ-1-メチルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブチル]メチル=アセテートの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例2で得られた2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロパン-1-オールのE:Z=57:43の幾何異性体混合物(24.5g,0.144mol)、トルエン(202g)、ピリジン(114g、1.44mol)を加え、10℃で撹拌した。該溶液に無水酢酸(73.6g,0.721mol)を、反応器内温度が20℃を超えないようにして滴下した。滴下終了後、混合物を15℃で6時間撹拌した。続いて、該混合物に水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液を減圧蒸留することにより、目的の[3-(2-アセトキシ-1-メチルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブチル]メチル=アセテートをE:Z=57:43の幾何異性体混合物(30.0g,0.118mol)として収率82%で得た。
上記で得られた[(E)-3-(2-アセトキシ-1-メチルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブチル]メチル=アセテート(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
IR(D-ATR):νmax=2958,1740,1459,1380,1365,1235,1171,1023,974,893,830,605cm-1
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=1.16(3H,s),1.27(3H,s),1.61(3H,t,J=1.9Hz),2.02(3H,s),2.04(3H,s),2.20-2.29(2H,m),2.68-2.75(1H,m),4.06-4.14(2H,m),4.32(1H,d,J=11.8Hz),4.35(1H,d,J=11.8Hz)ppm。
13C-NMR(150MHz,CDCl):δ=14.51,20.54,20.92,20.95,27.72,27.85,39.05,44.62,65.25,65.31,121.57,144.58,171.06,171.11ppm。
上記で得られた[(Z)-3-(2-アセトキシ-1-メチルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブチル]メチル=アセテート(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
IR(D-ATR):νmax=2957,1741,1462,1366,1236,1024,975,891,631,606cm-1
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=1.15(3H,s),1.26(3H,s),1.51-1.52(3H,m),2.02(3H,s),2.04(3H,s),2.17-2.27(2H,m),2.61-2.69(1H,m),4.09(1H,d,J=5.4Hz),4.12(1H,d,J=5.4Hz),4.47(2H,brs)ppm。
13C-NMR(150MHz,CDCl):δ=15.46,20.91,20.94,21.65,27.80,28.82,38.88,44.79,64.06,65.23,121.91,145.70,171.05,171.14ppm。
実施例4
(3-[2-(2-メチルブタノイルオキシ)-1-メチルエチリデン]-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエートの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例2に従って得られた2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロパン-1-オールのE:Z=57:43の幾何異性体混合物(1.72g,10.1mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(36g)、ピリジン(16g、0.202mol)を加え、0℃で1時間撹拌した。該溶液に塩化2-メチルブタノイル(4.85g,40.2mmol)を、反応器内温度が20℃を超えないようにして滴下した。滴下終了後、混合物を20℃で3時間撹拌した。続いて、該混合物に水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=30:1)により精製し、目的の(3-[2-(2-メチルブタノイルオキシ)-1-メチルエチリデン]-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエートをE:Z=57:43の異性体混合物(1.88g,5.56mmol)として収率55%で得た。
上記で得られた(3-[2-(2-メチルブタノイルオキシ)-1-メチルエチリデン]-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエート(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=0.87-0.91(6H,m),1.12(3H,d,J=4.2Hz),1.13(3H,d,J=4.6Hz),1.14,1.16(3H,s,s),1.26,1.27(3H,s,s),1.40-1.52,1.61-1.72(7H,m),2.19-2.41(4H,m),2.62-2.76(1H,m),4.08-4.27(2H,m),4.32-4.40,4.44-4.50(2H,m)ppm。
実施例5
1-クロロメチル-3-(2-クロロ-1-メチルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブタンの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例2に従って得られた2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロパン-1-オールのE:Z=57:43の幾何異性体混合物(1.64g,9.61mmol)、四塩化炭素(48g,0.31mol)を加え、0℃で撹拌した。続いて、トリフェニルホスフィン(7.56g,28.8mmol)を加え、20℃まで徐々に昇温しながら24時間撹拌した。続いて、周囲温度で、反応混合物にメタノール(5g)を加え、1時間撹拌した。反応混合物を濃縮し、その後ヘキサンを加え、析出物をろ過により除去した。ろ液を濃縮し、濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン)により精製し、目的の1-クロロメチル-3-(2-クロロ-1-メチルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブタンをE:Z=57:43の幾何異性体混合物(1.06g,5.13mmol)として収率53%で得た。
上記で得られた1-クロロメチル-3-(2-クロロ-1-メチルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブタン(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=1.20,1.23(3H,s),1.31,1.35(3H,s),1.59,1.71(3H,m),2.21-2.37(2H,m),2.70-2.85(1H,m),3.50-3.54(1H,m),3.61-3.66(1H,m),3.89,4.02(2H,m)ppm。
実施例6
[2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロピル]トリフェニルホスホニウム=ブロミドの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例2に従って得られた2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロパン-1-オールのE:Z=57:43の幾何異性体混合物(300mg,1.76mmol)、アセトニトリル(12g)、トリフェニルホスフィン臭化水素酸塩(670mg,1.95mmol)を加え、加熱還流下5時間撹拌した。得られた[2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロピル]トリフェニルホスホニウム=ブロミドの溶液にピリジン(1g)を加え、減圧濃縮した。次に、濃縮液にトルエン(12g)を加え、そして減圧濃縮する操作を2回行い、目的の[2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロピル]トリフェニルホスホニウム=ブロミドの粗生成物(872mg,1.76mmol)を粗収率100%で得た。
上記で得られた[2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロピル]トリフェニルホスホニウム=ブロミド(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
H-NMR(500MHz,CDCN):δ=0.72,1.06(3H,s),0.85,1.17(3H,s),1.28-1.32,1.43-1.47(3H,m),1.47-2.70(3H,m),3.18-3.22,3.32-3.46(2H,m),3.83,3.91(2H,d,J=14.6Hz,d,J=14.6Hz),7.26-7.92(15H,m)ppm。
実施例7
[2,2-ジメチル-3-(2-ブロモ-1-メチルエチリデン)シクロブチル]メチル=アセテートの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例3で得られた[3-(2-アセトキシ-1-メチルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブチル]メチル=アセテートのE:Z=57:43の幾何異性体混合物(1.78g,6.99mmol)、塩化メチレン(30g)、臭化水素30%酢酸溶液(2.83g,10.5mmol)を加え、20℃で6時間撹拌した。続いて、反応混合物に飽和重曹水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=30:1)により精製し、目的の[2,2-ジメチル-3-(2-ブロモ-1-メチルエチリデン)シクロブチル]メチル=アセテートをE:Z=57:43の幾何異性体混合物(1.70g,6.18mmol)として収率88%で得た。
上記で得られた[2,2-ジメチル-3-(2-ブロモ-1-メチルエチリデン)シクロブチル]メチル=アセテート(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=1.15,1.20(3H,s,s),1.26,1.31(3H,s,s),1.59-1.60,1.70-171(3H,m),2.03(3H,s),2.15-2.29(2H,m),2.60-2.75(1H,m),3.82,3.94,3.97(2H,s,d,J=9.6Hz,d,J=9.6Hz),4.08-4.15(2H,m)ppm。
実施例8
(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテート及び(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例3で得られた[3-(2-アセトキシ-1-メチルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブチル]メチル=アセテートのE:Z=57:43の幾何異性体混合物(483mg,1.90mmol)、アセトニトリル(12g)、2-(ジ-tert-ブチルホスフィノ)ビフェニル(230mg,0.771mmol)、酢酸パラジウム(40mg,0.18mmol)を加え、20℃で撹拌した。そして、反応系中においてギ酸トリエチルアンモニウムを調製するために、トリエチルアミン(770mg,7.61mmol)、ギ酸(260mg,5.65mmol)を加え、そして30℃で19時間撹拌した。続いて、反応混合物に水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=50:1)により精製し、目的の(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートをcis-体とtrans-体と二重結合の位置異性体(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートとの78:18:4の異性体混合物(328mg,1.67mmol)として収率88%で得た。
上記で得られたcis-(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテート(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
IR(D-ATR):νmax=3080,2957,2870,1743,1647,1460,1385,1368,1240,1162,1031,972,886,641,607,556cm-1
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=0.81(3H,s),1.19(3H,s),1.59(1H,q,J=10.7Hz)1.64(3H,t,J=0.8Hz),1.89(1H,dt,J=7.6,10.7Hz),2.02(3H,s),2.13-2.22(1H,m),2.37-2.41(1H,m),3.94(1H,dd,J=8.6,11.3Hz),4.04(1H,dd,J=6.3,11.3Hz),4.56(1H,brs),4.79-4.82(1H,m)ppm。
13C-NMR(150MHz,CDCl):δ=16.07,21.02,22.92,22.96,30.92,39.74,41.05,48.83,64.95,109.42,144.93,171.05ppm。
実施例9
(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテート及び(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例3で得られた[3-(2-アセトキシ-1-メチルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブチル]メチル=アセテートのE:Z=57:43の幾何異性体混合物(483mg,1.90mmol)、アセトニトリル(12g)、トリフェニルホスフィン(200mg,0.763mmol)、酢酸パラジウム(40mg,0.18mmol)を加え、20℃で撹拌した。そして、反応系中においてギ酸トリエチルアンモニウムを調製するために、トリエチルアミン(770mg,7.61mmol)、ギ酸(260mg,5.65mmol)を加え、そして加熱還流下24時間撹拌した。続いて、反応混合物に水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=50:1)により精製し、目的の(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートをcis-体とtrans-体と二重結合の位置異性体(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートとの68:30:2の異性体混合物(321mg,1.63mmol)として収率86%で得た。
実施例10
(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテート及び(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例3で得られた[3-(2-アセトキシ-1-メチルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブチル]メチル=アセテートのE:Z=57:43の幾何異性体混合物(1.86g,7.33mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(19g)、トリオクチルホスフィン(220mg,0.594mmol)、酢酸パラジウム(33mg,0.15mmol)を加え、20℃で撹拌した。そして、反応系中においてギ酸トリエチルアンモニウムを調製するために、トリエチルアミン(2.97g,29.3mmol)、ギ酸(1.01g,22.0mmol)を加え、そして35℃で5時間撹拌した。続いて、反応混合物に水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=50:1)により精製し、目的の(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートをcis-体とtrans-体と二重結合の位置異性体(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートとの65:34:1の異性体混合物(1.27g,6.45mmol)として収率88%で得た。
実施例11
(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテート及び(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートの製造
窒素雰囲気下、反応器に、酢酸パラジウム(1.86g,8.27mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(1602g)、トリオクチルホスフィン(12.3g,33.1mmol)、[3-(2-アセトキシ-1-メチルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブチル]メチル=アセテートのE:Z=70:30の幾何異性体混合物(420g,1.65mol)を加え、45℃で撹拌した。続いて、トリエチルアミン(335g,3.31mol)、ギ酸(114g,2.48mol)のアセトニトリル(MeCN,335g)溶液を反応器内温度が50℃を超えないようにして滴下した。滴下終了後、45℃で4時間撹拌した。続いて、反応混合物に酢酸、そして食塩水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液を減圧蒸留することにより、目的の(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートをcis-体とtrans-体と二重結合の位置異性体(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートとの68:31:1の異性体混合物(310g,1.58mmol)として収率96%で得た。該得られたcis-(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテート(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータは、実施例8で得られたスペクトルデータと同じであった。
実施例12
(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエート及び(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエートの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例4で得られた(3-[2-(2-メチルブタノイルオキシ)-1-メチルエチリデン]-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエート(1.84g,5.43mmol)のE:Z=57:43の異性体混合物、テトラヒドロフラン(THF)(40g)、トリオクチルホスフィン(160mg,0.436mmol)、酢酸パラジウム(24mg,0.11mmol)を加え、20℃で1時間撹拌した。そして、反応系中においてギ酸トリエチルアンモニウムを調製するために、トリエチルアミン(2.19g,21.7mmol)、ギ酸(750mg,16.3mmol)を加え、そして35℃で24時間撹拌した。続いて、反応混合物に水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=80:1)により精製し、目的の(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエート(1.15g,4.84mmol)をcis-体とtrans-体と二重結合の位置異性体(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエートとの64:32:4の異性体混合物として収率89%で得た。
上記で得られたcis-(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエート(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=0.81(3H,s),0.89(3H,t,J=7.5Hz),1.11(3H,q,J=7.0Hz),1.20(3H,s),1.40-1.51(1H,m),1.56-1.72(5H,m),1.87(1H,dt,J=7.6,10.7Hz),2.13-2.22(1H,m),2.29-2.41(2H,m),3.92,3.94(1H,dd,J=6.1,11.1Hz,dd,J=6.1,11.1Hz),4.04,4.05(1H,dd,J=6.1,11.1Hz,dd,J=6.1,11.1Hz),4.55(1H,brs),4.78-4.81(1H,m)ppm。
実施例13
1-クロロメチル-3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブタン及び1-クロロメチル-3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブタンの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例5で得られた1-クロロメチル-3-(2-クロロ-1-メチルエチリデン)-2,2-ジメチルシクロブタンのE:Z=57:43の幾何異性体混合物(988mg,4.77mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(20g)、トリオクチルホスフィン(280mg,0.763mmol)、酢酸パラジウム(40mg,0.18mmol)を加え、20℃で1時間撹拌した。そして、反応系中においてギ酸トリエチルアンモニウムを調整するために、トリエチルアミン(1.93g,19.1mmol)、ギ酸(660mg,14.3mmol)を加え、そして55℃で24時間撹拌した。続いて、反応混合物に水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン)により精製し、目的の1-クロロメチル-3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブタンをcis-体とtrans-体と二重結合の位置異性体1-クロロメチル-3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブタンとの53:46:1の異性体混合物(553mg,3.20mmol)として収率67%で得た。
上記で得られた1-クロロメチル-3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブタン(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=0.85,0.98(3H,s),1.14,1.26(3H,s),1.57,1.72(1H,q,J=10.7Hz,m),1.66-1.67(3H,m),1.98,2.04-2.10(1H,dt,J=7.7,10.7Hz,m),2.15-2.30(1H,m),2.35-2.39,2.52-2.57(1H,m),3.40-3.49,3.60,3.72(2H,m,dd,J=8.8,10.7Hz,dd,J=6.8,10.7Hz),4.56,4.66(1H,brs,brs),4.80-4.83,4.85-4.87(1H,m)ppm。
実施例14
(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノールの製造
窒素雰囲気下、実施例6で得られた[2-(3-ヒドロキシメチル-2,2-ジメチルシクロブチリデン)プロピル]トリフェニルホスホニウム=ブロミドの粗生成物(872mg,1.76mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(70g)を加え、0℃で撹拌した。続いて、水素化ビス(2-メトキシエトキシ)アルミニウムナトリウムの3.60Mトルエン溶液(2.00ml、7.20mmol)を、反応器内温度が10℃を超えないようにして滴下した。滴下終了後、混合物を20℃まで徐々に昇温しながら1時間撹拌した。続いて、反応混合物に10重量%水酸化ナトリウム水溶液を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=10:1)により精製し、目的の(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノールをcis-体とtrans-体との77:23の幾何異性体混合物(195mg,1.27mmol)として収率72%で得た。
二重結合の位置異性体(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノールは、GC上検出されなかった。
上記で得られたcis-(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノール(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=0.82(3H,s),1.22(3H,s),1.55(1H,q,J=10.7Hz),1.65(3H,s),1.85-1.91(1H,m),2.03-2.10(1H,m),2.34-2.39(1H,m),3.52(1H,dd,J=6.5,10.7Hz),3.59(1H,dd,J=8.3,10.7Hz),4.55(1H,brs),4.78-4.81(1H,m)ppm。
上記で得られたtrans-(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノール(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=0.95(3H,s),1.12(3H,s),1.51(1H,brs),1.58-1.63(1H,m),1.65(3H,s),1.76-1.90(1H,m),2.03-2.14(1H,m),2.53-2.59(1H,m),3.69(1H,dd,J=7.6,10.7Hz),3.85(1H,dd,J=7.3,10.7Hz),4.62(1H,brs),4.81-4.84(1H,m)ppm。
実施例15
(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノールの製造
窒素雰囲気下、反応器に水素化アルミニウムリチウム(570mg,15.0mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(60g)を加え、混合物を0℃で1時間撹拌した。この溶液に、実施例7で得られた[2,2-ジメチル-3-(2-ブロモ-1-メチルエチリデン)シクロブチル]メチル=アセテートのE:Z=5743の幾何異性体混合物(1.62g,5.89mmol)を、反応器内温度が5℃を超えないようにして滴下した。滴下終了後、混合物を20℃まで徐々に昇温しながら6時間撹拌した。続いて、水(570mg)、15重量%水酸化ナトリウム水溶液(570mg)、次に更に水(1.71g)を加え、そしてろ過を行い、得られたろ液を減圧濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=10:1)により精製し、目的の(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノール(909mg,5.89mmol)を収率100%で得た。
二重結合の位置異性体(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノールは、GC上検出されなかった。
上記で得られた(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノール(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=1.15(3H,s),1.26(3H,s),1.45(3H,s),1.56-1.58(3H,m),1.63(1H,brs),2.03-2.14(2H,m),2.54-2.62(1H,m),3.61(1H,dd,J=6.9,10.7Hz),3.76(1H,dd,J=7.7,10.7Hz)ppm。
13C-NMR(150MHz,CDCl):δ=18.48,19.53,20.90,27.70,28.67,42.65,44.05,64.30,122.42,137.39ppm。
実施例16
(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテート及び(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例13で得られた1-クロロメチル-3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブタン及び1-クロロメチル-3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブタンの混合物(535mg,3.10mmol)、酢酸ナトリウム(580mg,7.07mmol)、ヨウ化ナトリウム(100mg,0.667mmol)、N,N-ジメチルアセトアミド(20g)を加え、150℃で24時間撹拌した。続いて、反応混合物に水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=50:1)により精製し、目的の(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートをcis-体とtrans-体と二重結合の位置異性体(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートとの57:42:1の異性体混合物(255mg,1.30mmol)として収率42%で得た。
実施例17
(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例14で得られた(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノールのcis:trans=77:23の異性体混合物(154mg,1.00mmol)、ピリジン(316mg,4.00mmol)、トルエン(10g)を加え、0℃で撹拌した。続いて、無水酢酸(204mg,2.00mmol)を、反応器内温度が10℃を超えないようにして滴下した。滴下終了後、混合物を20℃まで徐々に昇温しながら6時間撹拌した。続いて、反応混合物に水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=50:1)により精製し、目的の(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートをcis-体とtrans-体との77:23の異性体混合物(183mg,0.930mmol)として収率93%で得た。
実施例18
(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例15で得られた(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノール(818mg,5.30mmol)、トルエン(10g)、ピリジン(1.68g,21.2mmol)、無水酢酸(1.09g,10.7mmol)を加え、20℃で24時間撹拌した。続いて、反応混合物に水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=50:1)により精製し、目的の(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテート(911mg,4.64mmol)を収率88%で得た。
上記で得られた(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテート(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=1.13(3H,s),1.24(3H,s),1.45(3H,s),1.57(3H,t,J=1.9Hz),2.03(3H,s),2.10-2.22(2H,m),2.56-2.63(1H,m),4.07-4.15(2H,m)ppm。
13C-NMR(150MHz,CDCl):δ=18.49,19.53,20.98,21.00,27.72,28.37,38.99,44.20,65.73,122.67,136.93,171.20ppm。
実施例19
(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=メタンスルホネートの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例15に従って得られた(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノール(858mg,5.56mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(20g)、トリエチルアミン(1.71g,16.9mmol)を加え、0℃で1時間撹拌した。この溶液に塩化メタンスルホニル(1.09g,10.7mmol)を、反応器内温度が10℃を超えないようにして滴下した。滴下終了後、混合物を20℃で1時間撹拌した。続いて、反応混合物に水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=10:1)により精製し、目的の(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=メタンスルホネート(1.29g,5.56mmol)を収率100%で得た。
上記で得られた(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=メタンスルホネート(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=1.17(3H,s),1.27(3H,s),1.45(3H,brs),1.58(3H,t,J=1.9Hz),2.15-2.22(1H,m),2.25-2.33(1H,m),2.61-2.67(1H,m),3.00(3H,s),4.23(1H,dd,J=7.3,9.9Hz),4.31(1H,dd,J=8.0,10.0Hz)ppm。
実施例20
(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=3-メチル-2-ブテノエートの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例19で得られた(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=メタンスルホネート(1.29g,5.56mmol)、トルエン(40g)、水(430mg)、セネシオ酸(3-メチル-2-ブテン酸)(690mg,6.92mmol)、炭酸カリウム(610mg,4.39mmol)、塩化テトラブチルアンモニウム(60mg,0.23mmol)を加え、混合物を100℃で24時間撹拌した。続いて、反応混合物に水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=50:1)により精製し、目的の(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=3-メチル-2-ブテノエート(1.20g,5.06mmol)を収率91%で得た。
上記で得られた(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=3-メチル-2-ブテノエート(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
IR(D-ATR):νmax=2956,2917,2864,1719,1659,1449,1376,1361,1349,1272,1227,1146,1076,993,851cm-1
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=1.14(3H,s),1.25(3H,s),1.45(3H,brs),1.56-1.58(3H,m),1.88(3H,d,J=1.5Hz),2.12-2.30(5H,m),2.56-2.64(1H,m),4.11(1H,dd,J=6.8,11.4Hz),4.15(1H,dd,J=8.0,11.5Hz),5.64-5.66(1H,m)ppm。
13C-NMR(150MHz,CDCl):δ=18.50,19.54,20.15,20.99,27.34,27.78,28.39,39.14,44.21,64.75,116.15,122.53,137.18,156.25,166.82ppm。
実施例21
(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノール及び(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノールの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例11で得られた(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=アセテートの異性体混合物(60.3g,307mmol)、メタノール(94g)、25%水酸化ナトリウム水溶液(94g)を加え、20℃で12時間撹拌した。続いて、反応混合物に食塩水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液を減圧蒸留することにより、目的の(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノールをcis-体とtrans-体と二重結合の位置異性体(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノールとの67:32:1の異性体混合物(46.0g,298mmol)として収率97%で得た。該得られたcis-(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノール(無色から淡黄色の油状液体)及びtrans-(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノール(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータはそれぞれ、実施例14で得られたスペクトルデータと同じであった。
実施例22
(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエート及び(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエートの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例21で得られた(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノールの異性体混合物(12.6g,82.0mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(100g)、ピリジン(16.9g,213mmol)を加え、0℃で撹拌した。該溶液に、塩化2-メチルブタノイル(12.9g,107mmol)を、反応器内温度が15℃を超えないようにして滴下した。滴下終了後、混合物を20℃まで徐々に昇温しながら6時間撹拌した。続いて、反応混合物に食塩水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液を減圧蒸留することにより、目的の(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエートをcis-体とtrans-体と二重結合の位置異性体(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエートとの68:31:1の異性体混合物(19.5g,81.6mmol)として収率100%で得た。該得られたcis-(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエートのスペクトルデータは、実施例12で得られたスペクトルデータと同じであった。
実施例23
(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=3-メチル-3-ブテノエート及び(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=3-メチル-3-ブテノエートの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例21で得られた(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノールの異性体混合物(13.4g,86.6mmol)、ジクロロメタン(665g)、3-メチル-3-ブテン酸(12.5g,125mmol)、4-ジメチルアミノピリジン(DMAP,1.06g,8.66mmol)を加え、0℃で撹拌した。該溶液に、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)(24.8g,120mmol)を加えた。その後、混合物を20℃まで徐々に昇温しながら2時間撹拌した。続いて、反応混合物にエーテル及び食塩水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=40:1)により精製し、目的の(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=3-メチル-3-ブテノエートをcis-体とtrans-体と二重結合の位置異性体(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=3-メチル-3-ブテノエートとの67:32:1の異性体混合物(20.2g,85.6mmol)として収率99%で得た。
上記で得られたcis-(3-イソプロペニル-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=3-メチル-3-ブテノエート(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
IR(D-ATR):νmax=3080,2956,2870,1738,1648,1454,1385,1370,1337,1284,1241,1153,1075,1030,994,889cm-1
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=0.80(3H,s),1.19(3H,s),1.61(1H,q,J=10.7Hz),1.64-1.65(3H,m),1.79-1.81(3H,m),1.88(1H,dt,J=10.7,7.5Hz),2.15-2.22(1H,m),2.39(1H,dd,J=10.7,7.5Hz),3.00-3.01(2H,m),3.96(1H,dd,J=8.8,11.1Hz),4.07(1H,dd,
J=6.5,11.1Hz),4.56(1H,s),4.79-4.81(1H,m),4.83-4.84(1H,m),4.89-4.91(1H,m)ppm。
13C-NMR(150MHz,CDCl):δ=16.09,22.46,22.86,22.94,30.91,39.78,41.07,43.57,48.81,65.12,109.44,114.61,138.52,144.94,171.32,ppm。
実施例24
(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエートの製造
窒素雰囲気下、反応器に、実施例15に従って得られた(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メタノール(9.16g,59.4mmol)、テトラヒドロフラン(THF)(100g)、ピリジン(14.1g,178mmol)を加え、0℃で撹拌した。該溶液に、塩化2-メチルブタノイル(10.8g,89.2mmol)を、反応器内温度が15℃を超えないようにして滴下した。滴下終了後、混合物を20℃まで徐々に昇温しながら3時間撹拌した。続いて、反応混合物に食塩水を加え、分離した有機層に対し通常の洗浄、乾燥、濃縮による後処理を行った。その後、得られた濃縮液を減圧蒸留することにより、目的の(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエート(14.2g,59.4mmol)を収率100%で得た。
上記で得られた(3-イソプロピリデン-2,2-ジメチルシクロブチル)メチル=2-メチルブタノエート(無色から淡黄色の油状液体)のスペクトルデータを以下に示す。
IR(D-ATR):νmax=2964,2935,2878,1735,1461,1383,1361,1264,1240,1186,1152,1081,1013,973,889,755cm-1
H-NMR(500MHz,CDCl):δ=0.89(3H,t,J=7.5Hz),1.13(3H,d,J=8.0Hz),1.13(3H,s),1.24(3H,s),1.42-1.50(4H,m),1.57(3H,t,J=1.7Hz),1.60-1.77(1H,m),2.09-2.23(2H,m),2.30-2.39(1H,m),2.55-2.61(1H,m),4.08-4.15(2H,m)ppm。
13C-NMR(150MHz,CDCl):δ=11.64,16.58,16.63,18.50,19.54,21.02,21.04,26.72,26.75,27.50,27.52,28.40,39.12,39.15,41.17,44.20,65.33,122.60,136.99,176.73ppm。

Claims (10)

  1. 下記一般式(1)
    (式中、R及びRはそれぞれ独立して、炭素数1~10の直鎖状の飽和炭化水素基又は炭素数1~5の分岐状の飽和炭化水素基を表す。)で表される、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物。
  2. 及びR がそれぞれ独立して、炭素数1~5の直鎖状の飽和炭化水素基を表す、請求項1に記載の、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物。
  3. 及びR がそれぞれ独立して、メチル基、エチル基、n-プロピル基又はn-ブチル基を表す、請求項1に記載の、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物。
  4. 下記一般式(2)
    (式中、Rは、上記で定義された通りである。)で表されるジメチルシクロブタノン化合物と、下記一般式(3)
    (式中、R は、上記で定義された通りであり、及びR炭素数1~10の直鎖状の飽和炭化水素基又は炭素数1~5の分岐状の飽和炭化水素基を表す。)で表されるホスホン酸エステル化合物との反応により、請求項1に記載のジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)を得る工程
    を少なくとも含む、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)の製造方法。
  5. 下記一般式(2)
    (式中、Rは、上記で定義された通りである。)で表されるジメチルシクロブタノン化合物と、下記一般式(3)
    (式中、R は、上記で定義された通りであり、及びR炭素数1~直鎖状の飽和炭化水素基又は炭素数1~5の分岐状の飽和炭化水素基を表す。)で表されるホスホン酸エステル化合物との反応により、請求項2に記載のジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)を得る工程
    を少なくとも含む、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)の製造方法。
  6. 下記一般式(2)
    (式中、Rは、上記で定義された通りである。)で表されるジメチルシクロブタノン化合物と、下記一般式(3)
    (式中、R は、上記で定義された通りであり、及びR、メチル基、エチル基、n-プロピル基若しくはn-ブチル基、又は炭素数1~5の分岐状の飽和炭化水素基を表す。)で表されるホスホン酸エステル化合物との反応により、請求項3に記載のジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)を得る工程
    を少なくとも含む、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)の製造方法。
  7. 請求項1~3のいずれか1項に記載の、ジメチルシクロブタン環を有するジエステル化合物(1)を還元反応に付すことより、下記式(4)
    で表される、ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物を得る工程
    を少なくとも含む、ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)の製造方法。
  8. ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)の、請求項に記載の製造方法における工程と、
    前記ジメチルシクロブタン環を有するジオール化合物(4)のHOCH-(CH)C=中の水酸基、及び任意的に-CHOH中の水酸基、を別の基である及びX それぞれ変換することにより、下記一般式(5)
    (式中、Xは、カルボニル基の炭素を含めた炭素数1~10のアシルオキシ基、カルボニル基の炭素を含めた炭素数2~10のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~10のアルカンスルホニルオキシ基、炭素数6~20のアレーンスルホニルオキシ基、炭素数1~12のアルコキシ基、炭素数6~12のアリールオキシ基、炭素数3~20のシリルオキシ基、炭素数3~30のトリアルキルホスホニオ基、炭素数12~30のトリアリールホスホニオ基又はハロゲン原子を表し、及び、Xは、水酸基、カルボニル基の炭素を含めた炭素数1~10のアシルオキシ基、カルボニル基の炭素を含めた炭素数2~10のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~10のアルカンスルホニルオキシ基、炭素数6~20のアレーンスルホニルオキシ基、炭素数1~12のアルコキシ基、炭素数6~12のアリールオキシ基、炭素数3~20のシリルオキシ基又はハロゲン原子を表す。)で表されるジメチルシクロブタン化合物を得る工程と
    を少なくとも含む、ジメチルシクロブタン化合物(5)の製造方法。
  9. ジメチルシクロブタン化合物(5)の、請求項に記載の製造方法における各工程と、
    前記ジメチルシクロブタン化合物(5)を還元反応に付すことにより、下記一般式(6)
    (式中、Xは、水酸基、カルボニル基の炭素を含めた炭素数1~10のアシルオキシ基、カルボニル基の炭素を含めた炭素数2~10のアルコキシカルボニルオキシ基、炭素数1~10のアルカンスルホニルオキシ基、炭素数6~20のアレーンスルホニルオキシ基、炭素数1~12のアルコキシ基、炭素数6~12のアリールオキシ基、炭素数3~20のシリルオキシ基又はハロゲン原子を表す。)で表されるイソプロペニルジメチルシクロブタン化合物及び/又は下記一般式(7)
    (式中、Xは上記で定義された通りである。)で表されるイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物を得る工程と
    を少なくとも含む、イソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6)及び/又はイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7)の製造方法。
  10. イソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6)及び/又はイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7)の、請求項に記載の製造方法における各工程と、
    前記イソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6)及び/又はイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7)における特定の基Xを上記で定義されたXの選択肢中の別の基Xに変換して、イソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6’)及び/又はイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7’)を得る工程と
    を少なくとも含む、イソプロペニルジメチルシクロブタン化合物(6’)及び/又はイソプロピリデンジメチルシクロブタン化合物(7’)の製造方法。
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