JPH01135740A - 光学活性を有する２―アルキル―１―アルカン酸の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、カイラルスメクチック相を取り得る強誘電性
液晶物質或いは医薬等の合成中間体として有用な光学活
性を有する新規な２−フルキル−１−アルカン酸及びこ
れを製造する方法に関する。

［従来の技術］ 光学活性を有するα−メチルアルキルカルボン酸の合成
方法としては、従来、光学活性を有するプロリンメチル
エステルをアシル化してアミドエステルとし、これをヨ
ウ化メチルマグネシウムの存在下にメチルエステル基を
３級アルコールとし、次いで、アシル基をアルキル化し
、得られるシアストレオマーを加水分解する方法（Ｌｉ
ｎ　Ｇｕｏｑｉａｎｇ、他、アクタケミ力スカンジナビ
力（Ａｃｔａ　Ｃｈｅ＋５ｉｃａ　５ｃａｎｄｉｎａｖ
ｉｃａ）　Ｂ３８　Ｐ７９５〜８０１）　、及び光学活
性を有する３−メトキシ−２−フェニルオキサゾリンを
アルキル化した後、加水分解する方法（Ｓｔｙｒｂｊｏ
ｅｒｎ　Ｂｙｓｔｒｏｅｍ、他、テトラヘドロン（丁ｅ
ｔｒａｈａｄｒｏｎ）　３７　ｐ２２４９〜２２５４３
等不斉合成による方法が、提案されている。

しかしながら、α位のメチル基が、エチル、プロピル、
ブチル基等で置換された光学活性を有する２−アルキル
−１−アルカン酸は知られていない。

［発明が解決しようとする問題点ゴ 上記不斉合成による従来の方法は、得られる生成物の光
学純度が７２％ｅｅ程で低く、また反応のステップが長
くて収率も低く、しかも、用いる試薬が高価である等の
欠点が有った。

本発明者は、かかる現状に鑑み鋭意検討した結果、光学
活性を有する１、２−エポキシドを一定の方法で反応さ
せることによりラセミ化することなく２−フルキル−１
−アルカン酸を合成できることを見い出した。

本発明は、かかる知見に基づいて成されたもので１本発
明の目的は、新規化合物である２−フルキル−１−アル
カン酸を提供するとともに、簡単な反応ステップから成
り、生成物の収率が極めて高い、しかも高光学純度で、
製造コストの安価な２−アルキル−１−アルカン酸の合
成方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、下記−数式（１）で表される新規な光学活性
を有する２−アルキル−１−アルカン酸ＣｎＨ２ｎ＋１ （式中ｎはＲは２〜４、ｍは４〜１８で、ｎよりは大き
い整数、Ｃ０は、不斉炭素を示す）及び光学活性を有す
る炭素数４〜１８の１，２−エポキシアルカンを出発原
料とし、これを炭素数２〜４のアルキル基を有するトリ
アルキルアルミニウムと反応させて２−フルキル−１−
フルカノールとし、次いでこのアルコールを過マンガン
酸カリウムで酸化することから成る光学活性を有する２
−アルキル−１−アルカン酸の製造方法である。

本発明の上記式（１）の化合物を例示すると、２−エチ
ルブタン酸、２−エチルペンタン酸、２−エチルヘキサ
ン酸、２−エチルへブタン酸、２−エチルオクタン酸、
２−エチルノナン酸、２−エチルデカン酸、２−エチル
ウンデカン酸、２−エチルドデカン酸、２−エチルトリ
デカン酸、２−エチルテトラデカン酸、２−エチルペン
タデカン酸、２−エチルヘキサデカン酸、２−エチルへ
ブタデカン酸、２−エチルオクタデカン酸、２−プロピ
ルペンタン酸、２−プロピルヘキサン酸、２−プロピル
へブタン酸、２−プロピルオクタン酸、２−プロピルノ
ナン酸、２−プロピルデカン酸、２−プロピルウンデカ
ン酸、２−プロピルドデカン酸、２−プロピルトリデカ
ン酸、２−プロピルテトラデカン酸、２−プロピルペン
タデカン酸、２−プロピルヘキサデカン酸、２−プロピ
ルへブタデカン酸、２−プロピルオクタデカン酸、２−
ブチルヘキサン酸、２−ブチルヘプタン酸、２−ブチル
オクタン酸、２−ブチルノナン酸、２−ブチルデカン酸
、２−ブチルウンデカン酸、２−ブチルドデカン酸、２
−ブチルトリデカン酸、２−ブチルテトラデカン酸、２
−ブチルペンタデカン酸、２−ブチルヘキサデカン酸、
２−ブチルヘプタデカン酸、２−ブチルオクタデカン酸
等である。

これらの化合物のうち、代表的な化合物の理化学的性質
を次に示す。

＋　２−エチルオクタン酸 Ｃ，Ｈ，、Ｃ”Ｈ−ＣＯＯＨ ■ Ｃ２Ｈ。

■　　Ｊｌ−ＮＭＲ（ＣＤＣＩ、中、ＴＭＳＪＩ準−ｐ
ｐ＋ｎ）：　　１１．８（ｓ、１ｔｌ）、２．３（ｍ、
ＩＢ）、１．６（ｍ、２Ｈ）、１．４（ｍ、２１１）、
１．３（ｂｓ、８１１）、０．９（ｔ、６１１）■　Ｉ
Ｒ（ｎｅａｔ、ｃｍ’　）：２９２０．１７００．１４
５０■　［ａ）２ｓ：＋０．７５３ ＋　２−プロピルデカン酸 Ｃ，８□７Ｃ″’Ｈ−ＣＯＯＨ Ｃ，Ｈ７ ■　　１１Ｉ−ＮＭＲ（ＣＤＣＩ、中、ＴＭＳ！ｌ、ｐ
ｐｍ）：　　１２．５（ｓ、ＩＩＩ）、２．３（ａ＋、
ＩＩＩ）、１−３（ｂｓｅ１８Ｈ）−０，９（ｔ、６１
１）（Ｊｌ　　ＩＲ（ｎｅａｔ、ｃ＋ａ−’　）：２９
２０．１７００．１４５゜■　【α）”：＋０．１４３ 上記化合物は、光学活性を有する１、２−エポキシアル
カンを出発原料とするが、この光学活性を有する１、２
−エポキシアルカンは、光学純度が少なくとも７０％ｅ
ｅ以上のものが好ましい。

また、この場合の１，２−エポキシアルカンは、用途に
応じて、適宜各種の炭素数のものが選定されるが、炭素
数として４〜１８のものが液晶物質や医薬の中間体とし
て利用できる。このような１，２−エポキシアルカンは
、ノカルデイア属に属するエポキシ生産能を有する菌株
を、α−オレフィンを含有する培地で好気的条件下に反
応させることによって得ることができる（特公昭５６−
４０号公報参照）。この微生物を利用する方法により得
られる１、２−エポキシアルカンが光学活性を有するこ
とは、その後に確認されたものであるが、α−オレフィ
ンから極めて簡便に、しかも安価に製造できるので、本
発明の出発物質として利用することは、特に有利である
。

上記１．２−エポキシアルカンをトリアルキルアルミニ
ウムと反応させて開環して２−アルキル−１−アルカノ
ールに変換させる。このトリアルキルアルミニウムは、
トリエチルアルミニウム。

トリプロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニ
ウム、トリブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミ
ニウム等炭素数２〜４のアルキル基を有するものを用い
る。尚、トリブチルアルミニウムやトリイソブチルアル
ミニウムを用いる場合は、上記エポキシアルカンは、炭
素数５以上とする。この開環反応は、トリアルキルアル
ミニウムのヘキサン、トルエン、塩化メチレン、ジエチ
ルエーテル、デカン、テトラデカン、シクロヘキサン等
の有機溶媒溶液に、上記１，２−エポキシアルカンを一
８０℃〜２００℃（ただし低沸点の有機溶媒の場合は還
流温度まで）の温度範囲で撹拌しながら滴下し、１〜１
２０時間反応させ１反応終了後の反応液を希塩酸溶液に
注入して加水分解することにより行う。この反応では１
，２−エポキシアルカン１モルに対し、トリアルキルア
ルミニウム０．１〜５モル、特には、トリアルキルアル
ミニウム０．５〜３モルを使用すことが好ましい、生成
物である２−アルキル−１−アルカノールは、抽出、相
分離、蒸留、カラムクロマトグラフィー等の公知の手段
で単離精製することができる。

次に、この操作により得られた２−アルキル−１−アル
カノールを過マンガン酸カリウムで酸化するが、この酸
化反応は、酸性下で行なうことが好ましく、酸としては
特に、硫酸を用いると良い。反応操作は５〜４０％の硫
酸水溶液に２−アルキル−１−アルカノールを加え、１
〜３倍モルの過マンガン酸カリウムを２０〜３０℃の温
度を保ちながらゆっくり加え反応させる。

以上の様にして得られた反応混合物を亜硫酸水素ナトリ
ウムの水溶液に加えると未反応過マンガン酸カリウム及
び、二酸化マンガンが水に溶け、エーテル等の有機溶媒
で、簡便に、２−アルキル−１−アルカン酸を抽出する
ことができる。

その後、抽出をくり返し、蒸留、カラムクロマトグラフ
ィー等の公知の手段で２−アルキル−１−アルカン酸を
単離精製することができる。

得られた２−アルキル−１−アルカン酸の用途の一例と
しては、これを、先ず、酸ハロゲン化物とし、これにフ
ェノールを反応させて４−アルカノイルフェノールを得
、次いで、この４−アルカノイルフェノールと４′−ア
ルコキシビフェニル−４−カルボン酸とをエステル化さ
せることにより。

カイラルスメクチック相を取る強誘電性液晶物質を得る
ことができる。

［実施例］ （実施例１） （＋　２−エチルオクタン　のへＪゝ トリエチルアルミニウムの１モル濃度のヘキサン溶液１
．５Ｑに、窒素気流下で、〔α〕２５＋１４　、４　’
　（ｎｅａｔ）の（Ｒ）−１，２−エポキシオクタン１
２８．１ｇ　（１ｍｏｌ）を滴下後、８時間還流した。

冷却後、氷冷した１２％塩酸水溶液１．５Ｑに注ぎ、ヘ
キサン１．５Ｑで抽出し、ヘキサン層を水１．５Ωで２
回洗浄した後、無水硫酸ナトリウムで脱水し、溶媒を留
去後、蒸留（９９〜ｂ ２−エチル−１−オクタツール６０．１ｇを得た。

尚、純度はガスクロマトグラフィーにより測定した。ま
た、上記純度の２−エチル−１−オクタツールの比旋光
度〔α〕；５は＋２．４°（ｎｅａｔ）だった。

このようにして得られた（＋）２−エチル−１−オクタ
ツール５．１２　ｇ　（３２，３ｍ　ｍｏｌ）に水６０
耐と濃硫酸９．１２ｇを加えた後、撹拌しながら、過マ
ンガン酸カリウム９．９６　ｇ（６３，０ｍ　ｎｏｔ）
を反応温度２２〜２８℃に保ちながらゆっくり加えた。

その後１反応混合物にエーテル５０ｍ１、亜硫酸水素ナ
トリウム１０．２■１及び氷水３０＋ａｌを加え、これ
らを氷水６０■ｌに移した後、エーテルで抽出した。こ
のエーテル層から２−エチルオクタン酸を１０％水酸化
ナトリウム水溶液で抽出した。

次に、この水層に濃塩酸３０■ｌを加えｐＨ１以下とし
、２−エチルオクタン酸をクロロホルムで抽出、有機層
を水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥した。炉別
後、減圧蒸留（１０７〜ｂ 性質を有する（＋）２−エチルオクタン酸を２．９２ｇ
（収率５２％）得た。

（参考例１） 上記で得られた（＋）２−エチルオクタン酸。

２．７２　ｇ　（１５，８ｍ　ｍｏｌ）とチオニルクロ
リド２．４８　ｇ　（２０，８ｎ　ｏ＋ｏｌ）をフラス
コに入れ。

撹拌しながら、２７℃の温度で２０分間、４０℃で５０
分、６０℃で５０分、さらに８０℃で２時間反応させた
。次に、これを蒸留して淡褐色液体の比旋光度〔α〕Ｖ
が＋０．４０８の（＋）２−エチルオクタン酸クロリド
３．０９ｇを得た。

次に、無水塩化メチレン１２．２耐にフェノール１．４
７　ｇ　（１５，６ｍ　ｌｌ１ｏｌ）を入れた後、氷塩
浴で冷却し、−１５〜−８℃に保ちながら無水塩化アル
ミニウム８．２４　ｇ　（６１，８ｍ　ｍｏｌ）を加え
た。次に、これに−１４〜−７℃の温度に保ちながら、
上記で得られた（＋）２−エチルオクタン酸クロリド２
．９５　ｇ　（１５，７ｍ　ｍｏｌ）を滴下して加え、
３８℃の温度に加温して７時間反応させた。反応混合物
に水６０ｍ１とクロロホルム７０ｍ１とを加え、これを
、氷水１００ｍ１に濃塩酸１４＋ｅｌを添加した液中に
入れ、クロロホルムで抽出、水洗した後、硫酸マグネシ
ウムで乾燥、炉別、濃縮後、赤褐色の液体３．７８　ｇ
を得た。これをシリカゲルによるカラムクロマトグラフ
ィー及び薄層クロマトグラフィーで分離し、赤褐色液体
の（＋）４−　（２−エチルオクタノイル）フェノール
１．０８ｇ　（純度８４％、収率４６％）を得た。

次に、塩化メチレン１０耐に、上記の方法で得た（＋）
４−　（２−エチルオクタノイル）フェノール５００ｍ
ｇ（２，Ｏｎ＋　ｍｏｌ）　、４’−オクチルオキシビ
フェニル−４−カルボン酸６６０ｍｇ（２，Ｏｎ＋ｍｏ
ｌ）及び４−ジメチルアミノピリジン２０＋ｏｇを加え
た混合物に、Ｎ、Ｎ″−ジシクロへキシルカルボジイミ
ド５００ｍｇ　（２，４ｍ　ｍｏｌ）添加した。これを
加熱、還流下に４時間反応させた後、濾過し、炉液を塩
化メチレンで抽出、水洗、乾燥した。１縮後、カラムク
ロマトグラフィーで単離し、固体結晶物２１０■（０，
３８１１１ｍＯ１）を得た。

得られた化合物を分析した結果、次に示した理化学的性
質を有し、（＋）４−（２−エチルオクタノイル）フェ
ニル、４′−オクチルオキシビフェニル−４−カルボン
酸エステルであることが確認された。

■　　”　Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣＩ、中、ＴＭＳ！準＊ｐ
ｐｍ）：　　８．３（＾Ｂｑ、２１１）、８．１（ＡＢ
ｑ、２Ｈ）、７．７（Ａ［１（１，２８）、７．６（Ａ
Ｂ（１，２１１）、７．３（ＡＢｑ、２１１）、７．０
（ＡＢｑ、２１１）、４．０（ｔ、２１１）、３．４（
ｎ＋、１１（）、１．９〜１．４（ａ、４１）、１．４
〜１．２（ｍ。

２０１１）、０．９（ｔ、９１１） ■　ＩＲ（にＢｒ　ｃｍ−”　）：２９５０〜２８５０
．１７３５、■６８０、■　Ｍａｓｓ　：　５５６（Ｍ
”　） 上記化合物を融点測定装置に組み込まれた偏光顕微鏡を
用いて、組織の変化を観察した結果、昇温過程（＋２℃
／ａｋｉｎ）において、６４．８℃で強誘電性相の液晶
状態となり、６９．８℃でカイラルスメクチックＣ相と
なり、１０３．３−’ＣでスメクテックＡ相の液晶に変
化した後、１１３．３℃で等方性液体となった。また、
降温過程では、１１４．２℃でスメクチックＡ相の液晶
状態と成り、１０２．６℃でカイラルスメクチックＣ相
の液晶に変化し、６７．２℃で他の強誘電性相に変化し
た後、４４．１℃で固体結晶となった。

また、厚さ３μｍのポリイミドラビングセルに上記化合
物を封入し、１ｏｏｆ（ｚの交流をかけ、三角波法によ
り、６７．６℃で自発分極を測定した結果、１３９ｎＣ
／ａＪと非常に大きい自発分極を示した。

（実施例２） ＋　２−プロピルデカン　のＡ （Ｒ）−１，２−エポキシデカンを原料とし、実施例１
と同様の方法でトリプロピルアルミニウムとヘキサン中
で反応させ、抽出し、蒸留（１００〜ｂ り、純Ｋ　９６−７　％　−比Ｍｉ　光Ｋ　（ａ　）％
’　カ２−０（ｎｅａｔ）の（−）２−プロピル−１−
デカノール９．４ｇを得、この５　、０７ｇ（２５、３
ｍ　ｍｏｌ）を更に、実施例１と同様に硫酸酸性下、過
マンガン酸カリウムで酸化することにより、ラセミ化す
ることなく前述した理化学的性質を有する２−プロピル
デカン酸３．５６ｇ（収率６５％）を得た。

（参考例２） 上記方法で得られた２−プロピルデカン酸２．１９　ｇ
（１０，２ｍ　ｍｏｌ）と塩化チオニル１．７５　ｇ（
１４，７ａ＋　ｍｏｌ）とを用いて参考例１と同様な条
件で反応させて、淡褐色液体で、比旋光度〔α〕２５が
＋０．１２１の（＋）２−プロピルデカン酸クロリド２
．３９　ｇを得た。

次いで、参考例１の（＋）２−エチルオクタン酸クロリ
ドの代りに上記方法で得られた（＋）２−プロピルデカ
ン酸クロリド２．３３　ｇ（９、３６ｎ＋　ｍｏｌ）を
用いて、同様の操作を行った。

この結果、高粘性で赤褐色の（＋）４−（２−プロピル
デカノイル）フェノール０．７７　ｇを得た。

次いで、参考例１の（＋）４−　（２−エチルオクタノ
イル）フェノールの代りに（＋）　４−　（２−プロピ
ルデカノイル）フェノールを用いて、同様な操作を行い
、次に示した理化学的性質を有する４−（２−プロピル
デカノイル）フェニル、４′−オクチルオキシビフェニ
ル−４−カルボン酸エステルを得た。

■　　”Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣＩ、中、ＴＭＳＩＩ、ｐｐ
ｍ）：　　８．３（ＡＢｑ、２）１）、８．１（ＡＢｑ
、２）１）、７．７（ＡＢｑ、２１（）、７．６（ＡＢ
ｑ、２１１）、７．３（ＡＢｑ、２Ｈ）、７．０（ＡＢ
ｑ、２）１）、４．０（ｔ、２＋１）、３．４（ｍ、Ｉ
Ｆ＋）、１．９〜１．４（ｍ、４１１）、　１．４〜１
．２（ｍ。

２０＋１）、０．９（ｔ、９Ｈ） ■　ＩＲ（ＫＢｒ　ｃｍ−’　）：２９００．２８５０
．１７３５．１６８０、■　Ｍａｓｓ：５９８（Ｍ”　
） この化合物の液晶性について実施例１と同様の方法でｉ
察した結果、昇温過程において、２２．０℃で強誘電性
相の液晶状態となり、２７．０℃でカイラルスメクチッ
クＣ相の液晶に、６６．２℃でスメクチックＡ相に変化
した後、８３℃で等方性液体となった。また、降温過程
では、８５．０℃でスメクチックＡ相の液晶状態と成り
、６９．９℃でカイラルスメクチックＣ相の液晶に、ま
た２７．０℃で他の強誘電性相の液晶状態に変化した後
、１７．６℃で固体結晶となった。

［発明の効果］ 本発明は、２−アルキル−１−アルカン酸を簡単な反応
ステップで、収率良く、しかも高光学純度で、安価に合
成できるという極めて優れた効果を奏するものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中ｎはＲは２〜４、ｍは４〜１８で、ｎよりは大き
   い整数、Ｃ＾＊は、不斉炭素を示す）で表される光学活
   性を有する２−アルキル−１−アルカン酸。
2. （２）光学活性を有する炭素数４〜１８の１，２−エポ
   キシアルカンを出発原料とし、これを炭素数２〜４のア
   ルキル基を有するトリアルキルアルミニウムと反応させ
   て２−アルキル−１−アルカノールとし、次いでこのア
   ルコールを過マンガン酸カリウムで酸化することを特徴
   とする光学活性を有する２−アルキル−１−アルカン酸
   の製造方法。