JPH02221241A - １，３―シクロペンタンジオンの製造方法 - 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】 本発明は、１，３−シクロペンタンジオンの製造方法に
関する。

１、３−シクロペンタンジオンおよびその誘導体は、多
くの化合物を合成する際の興味ある中間体である。　た
とえば、ＣＡ１０７：１９７６２０にはプロスタグアニ
ジンの中間体として、また、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ　
　ｉ−ｅｔｔｅｒｓ，　Ｖｏｌ，　２２，　Ｎ（１４４
。

Ｓ．４３８５ｆｆ．（１９８１）には抗生物質キエルマ
ニアノン（　Ｋｊｅｌ　１ｍａｎｉａｎｏｎ）の基礎物
質として使用することが報告されている。

また、Ａｌｄｒｉｃｈｉｍｉｃａ　Ａｃｔａ　Ｖｏｌ．
　１　０，　ＮＱ　１　。

（１９７７）３．１９には、他の使用例が記載されてい
る。

同様に、１．３−シクロペンタンジオンについては多く
の製造方法が知られている。

一般的な合成方法は、原料として１．３−シクロペンタ
ジェンを用い、これを１．３−シクロペンテンジオール
として、１，３−シクロペンテンジオンに酸化した後、
水素化して１．３−シクロペンタンジオンとする方法で
おる。

これらの方法は、リンクらが）ホベているように（１−
ｉｃｋ　ｅｔ　ａｔ．　　Ｃｈｅ＋ｕ　、　Ｂｅｒ．　
１　１　１　［’１９７８］３．２２６）、多くの困難
をともない、大量生産には適しない。　これらの研究者
は、２−ノルボルネンを用いて３段階合成により１，３
−シクロペンタンジオンを、収率７０％で合成する独特
の方法を報告し１’（、Ｎル（Ｃｈｅｍ，　Ｂｅｒ．　
１　１　１［１９７８］Ｓ．２４６１．ｆ．）。

この方法は、−６０〜−７０℃での２回のオゾン分解を
必須の反応条件としており、エネルギー消費（冷部、オ
ゾン発生）が高く、工業的製造方法としては不利でおる
。

本発明の課題は、上記のような欠点のない、１。

３−シクロペンタンジオンの製造方法を提供することに
ある。

上記の課題は、本発明による請求項１に記載の方法のよ
うな、意外に簡単な方法によって解決される。

この方法の経済的に際立って有利な点は、マロン酸エス
テルは入手容易であり、また、ジケテンまたは４−ハロ
ゲンアセト酢酸エステルから４−ハロゲン−３−アルコ
キシ−２Ｅ−ブテン酸アルキルエステルも簡単に製造で
きることでおる。

工程ａ） 請求項１に記載のように、マロン酸エステルを第一工程
において、塩基の存在下に４−ハロゲン−３−アルコキ
シ−２Ｅ−ブテン酸エステルと反応させ、対応する５、
５−ビス−（アルコキシカルボニル）−３−アルコキシ
−２日−ペンテン酸エステルに変える。　好ましくは、
マロン酸ジ（０１〜Ｃ４）−アルキルエステル、とくに
、マロン酸ジー（Ｃ１〜Ｃ２）−アルキルエステルを使
用する。

４−ハロゲン−３−アルコキシ−２Ｅ−ブテン酸エステ
ルの誘導体としては、４−ハロゲン−３−アルコキシ−
２日−ブテン酸−（０１〜Ｃ４）−アルキルエステル、
とくに４−クロロ−３−（Ｃ−０２）−アルコキシ−２
Ｅ−ブテン酸−（Ｃ１〜ｃ２　＞−アルキルエステルが
好ましい。

塩基としては、アルカリアルコラート、アルカリ金属水
酸化物または有機強塩基、とくにアルカリアルコラート
が用いられる。　アルカリアルコラート コールのナトリウムまたはカリウムアルコラードが適し
ており、低級脂肪族アルコールの例には、メタノール、
エタノール、プロパツール、またブタノールがある。

アルカリ金属水酸化物の例には水酸化カリウムまたは水
酸化ナトリウムが、また、有機強塩基としてはＤＢＵす
なわち１．８−ジアザビシクロ（５，４，Ｏ）ウンデカ
−７ーエンがおる。　反応は極性有機溶媒中で行なわれ
、溶媒はアセトニトリル、ベンゾニトリル、メタノール
もしくはエタノールなどの低級脂肪族アルコール、１，
２−ジメトキシエタン、Ｎ，Ｎ’　−ジメチルホルムア
ミドまたはＮ，Ｎ’　−ジメチルアセトアミドのなかか
ら選ばれるが、とくに好ましいのはＮ，Ｎ’−ジメチル
ホルムアミドである。

反応温度は、０〜１８０℃、とくに２０〜６０℃が好ま
しい。

反応生成物として、一般式 で示される、従来知られていない５，５−ビス−（アル
コキシカルボニル）−３−アルコキシ−２Ｅ−ペンテン
酸エステルが得られる。

式中、Ｒは同種または異種の炭素数１〜４のアルキル基
をあられし、エステル基または用いたマロン酸エステル
のアルコキシ基は４−ハロゲン−３−アルコキシ−２Ｅ
−ブテン酸エステルに対応する。

１、３−シクロペンタンジオンの合成には、５。

５−ビス−（（Ｃ１〜Ｃ２）−アルコキシカルボニル）
−３−　（０１〜Ｃ２）−アルコキシ−２Ｅ−ペンテン
Ｉ１ｍ−　（０１〜Ｃ２）−アルキルエステルがとくに
有利である。

上記の化合物は通常の方法で分離することができるが、
多くの場合、とくに操作を加えることなく直接次の工程
ｂ）に用いられる。

工鼠亘上 工程ｂ）では、５，５−ビス−（アルコキシカルボニル
）−３−アルコキシ−２Ｅ−ペンテン酸エステルを塩基
の存在下に閉環させる。

塩基としては、工程ａ）に対応して、メタノール、エタ
ノール、プロパツールまたはブタノールなどの低級脂肪
族アルコールのナトリウムまたはカリウムアルコラード
、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムなどのアルカ
リ金属水酸化物が用いられる。

閉環反応の溶媒には、一般にアルコラードに対応するア
ルコールを用いる。　しかし、他の極性溶媒、たとえば
アセトニトリルまたはベンゾニトリルを用いることもで
きる。

閉環は、０〜１８０℃、好ましくは２０〜６０℃の温度
で行なう。

反応生成物として、式 〔式中、Ｍはナトリウムまたはカリウムをあられし、Ｒ
は前記の意味をもつ。〕 で示される５−アルコキシカルボニル−３−アルコキシ
−２−シクロペンテン−１−オン類が得られる。

工丘旦二友圭亘亘上 １．３−シクロベンタンジオンを得るために、工程ｂ）
で得られた塩のエステル基をケン化しく工程Ｃ）、最後
にカルボキシル基を脱カルボキシル化により除く。

ケン化に用いる塩基としては、水酸化ナトリウムまたは
水酸化カリウムの水溶液が好適でおる。

ケン化温度は０〜１００℃、とくに室温が好ましい。

得られたカルボン酸塩は通常分離せずに、その場で（ｉ
ｎ　５ｉｔｕ）酸と処理する。

酸としては、塩酸または硫酸などの鉱酸を用いる。

酸処理は２０〜１００℃の温度で行なうのが適当であり
、脱カルボキシル化により、１，３−シクロペンタンジ
オンになる。

常法に従って処理することにより、目的生成物が高い純
度を有し、好収率で得られる。

以下、実施例により本発明を説明する。

実施例１ マロン酸ジエチルエステル８３．９ｇ＜０．５モル）を
Ｎ、Ｎ’−ジメチルホルムアミド２５０ｄに投入した。

　２０’Ｃでナトリウムメチラート２７．８ｇ（０，５
モル）を添加し、１０分後に４−クロロ−３−メトキシ
−２Ｆ−ブテン酸メチルエステル４１．６ｇ（０，２５
モル）を５分間で加えた。　２０℃で２時間攪拌した。

　その後、さらにナトリウムメチラート１０．８９　（
０，２モル〉を加えた。　２０℃で１５時間攪拌後、４
０〜ｂ ホルムアミドを留去した。　残渣に水１２０ｄと塩化メ
チレン１００ｒｒ１１とを加えた。　中和後、有機層を
分離し、蒸発乾燥した。　残渣を１７６〜ｂ その結果、表題の化合物５８．８９　（収率８０％）を
得た。　純度は９８％（ＧＣ）であった。

１Ｈ−ＮＭＲ：　（ＣＤＯｎ　３，３００ＭＨｚ）δ１
．２５．ｔ、Ｊ＝６Ｈｚ　、６Ｈ ３、４，ｄ、　　　Ｊ＝８Ｈｚ　　、　　　２　　ト１
３．６．Ｓ、３Ｈ ３，６Ｂ、５．３Ｈ ３，７１，ｔ、Ｊ＝８１−１ｚ、１Ｈ ４，１６，Ｑ、Ｊ＝６Ｈ２，４Ｈ ５，０６，Ｓ、１Ｈ ヱ土り会式 マロン酸ジメチルエステル６６ｇ（０，５モル）をＮ、
Ｎ’　−ジメチルホルムアミド２５０ｄに投入した。　
２０℃でナトリウムメチラート２７゜８ｇ（０，５モル
）を加え、１０分後に４−クロロ−３−メトキシ−２Ｅ
−ペンテン酸メチルエステル４１．６９　（０，２５モ
ル）を５分間で加えた。　２０℃で２時間攪拌した。　
その後、ざらにナトリウムメチラート１０．８９　（０
，２モル〉を加えた。　２０℃で１５時間攪拌後、溶媒
を留去した。　実施例ａ）と同様の操作を行ない、表題
の化合物５３．８ｇ（収率８１％）を得た。

純度は９８％（ＧＯ）であった。

’Ｈ−ＮＭＲ：　（ＣＤＣ，ｌｌ　　、　３００Ｍｌ−
１ｚ）δ３．４．ｄ、Ｊ＝８Ｈｚ　、２Ｈ ３，６０，Ｓ、３Ｈ ３，６６，８，３Ｈ ３，７１，ｔ、６Ｈ ３，７，ｔ、Ｊ＝８Ｈｚ、ＩＨ ５，１，Ｓ、ＩＨ δ２）５　５−ビス−（エトキシカルボニル）−３−エ
トキシ−２Ｅ−ペンテン酸エチルニス５．０２．ｓ、１
Ｈ マロン酸ジエチルエステル８３．９９　（０，５モル）
をＮ、Ｎ’　−ジメチルホルムアミド２５０ｄに投入し
た。　２０℃でナトリウムメチラート２７、８ｇ（０，
５モル）を加え、１０分後に４−クロロ−３−エトキシ
−２Ｅ−ペンタン酸エチルエステル４８ｇ（０，２５モ
ル）を５分間で加えた。　その後、ざらにナトリウムメ
チラート１（Ｌ　８ｇ（０，２モル）を加えた。　２０
℃で１５時間攪拌後、溶媒を留去した。　実施例ａ）と
同様の操作を行ない、表題の化合物６３．７５ｔＪ（収
率７９％）を得た。　純度は９８％（ＧＣ）であった。

１Ｈ−ＮＭＲ：　（ＣＤＣＮ　３．３００Ｍ）−１２）
δ１．２〜１．３５．ｍ、１２Ｈ ３，４１，ｄ、Ｊ＝８Ｈｚ　、２Ｈ ３，７１，ｔ、Ｊ＝８Ｈｚ　、１Ｈ ３，８０，ｑ、Ｊ＝８Ｈｚ　、２Ｈ ４，１〜４．１８．ｍ、６Ｈ マロン酸ジエチルエステル９ｇ（５６ミリモル）をＮ、
Ｎ’−ジメチルホルムアミド５０ｒｄに投入した。　２
０℃でナトリウムメチラート３ｇ（５６ミリモル）を加
え、１０分後に４−クロロ−３−メトキシ−２Ｅ−ブテ
ン酸メチルエステル８゜２５９　（５０ミリモル）を加
えた。　２０℃で１゜５時間攪拌し、ざらにナトリウム
メチラート０゜９ｇ（１７ミリモル）を加えて１．５時
間攪拌した。　Ｎ、Ｎ’　−ジメチルホルムアミドを４
０〜ｂ １００！ｄと塩化メチレン１００ｒｎｌとを加えた。

有機層を分離し、水層を塩化メチレン８０ｍで抽出した
。　有機層を合体して蒸留し、残渣をエタノール１００
ｍに溶解した。　この溶液に、ナトリウムエチラート３
．５９（５１ミリモル）をエタノール１００ｒＩｉに溶
解した溶液を、２０℃で添加した。　６０℃で２時間攪
拌後、表題の化合物を得た。　これに６０℃でトルエン
１００ｍを滴下し、０℃に冷却した。　濾過、乾燥後、
表題の化合物５．４３ｇ（５２，５％）を得た。

１Ｈ−ＮＭＲ：　（ＣＤＣＩ２３，３００ＭＨｚ）δ（
遊離した生成物） １．３０．ｔ、Ｊ＝７．５ｌ−１ｚ　、３Ｈ２，７９，
ｄｄ、Ｊ１＝１８Ｈｚ　。

Ｊ２＝７．５Ｈｚ　、ＩＨ ３，０６，ｄｄ、Ｊ１＝１８Ｈｚ　。

Ｊ３＝３Ｈ２，１Ｈ ３，５２，ｄｄ、Ｊ２＝７．５Ｈｚ　。

Ｊ３＝３Ｈｚ　、１Ｈ ３，８９，Ｓ、３Ｈ ４，２４，ａ、Ｊ＝７．５Ｈｚ　、２ｔ−１５，３０，
Ｓ、１Ｈ Ｃ）１．３−シクロペンタンジオンの合成５−エトキシ
カルボニル− シクロペンテン−１−オン−Ｎａ塩２．１ｇ（１０ミリ
モル）を水２０Ｉｎｌと４規定苛性ソーダ水溶液５Ｉｄ
！に投入した。　２．５時間２０℃で攪拌した。　その
侵、塩酸２．６ｇ（３２％水溶液）を添加した（ｐＨ３
）。　この溶液を２時間９０℃で攪拌した俊、真空蒸発
した。　残渣をエタノール１０ｍｌに投入して濾過した
。　エタノール層を濃縮した。　その結果、１，３−シ
クロペンタンジオン０．８５ｇ（収率８０％）が得られ
た。

Ｆｐ１４５〜１４７℃。

’Ｈ−ＮＭＲ：　（ＤＭ３０，３００ＭＨｚ）６２、３
８．Ｓ，４Ｈ ５、１０，ｓ．１Ｈ １１、５　〜１２．５，ｂｒ，ｓ，１１特許出願人　　
　ロング　リミテッド 代理人　　弁理士　　須　賀　総　夫

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）第一の工程ａ）で、マロン酸エステルを塩基の存
   在下に４−ハロゲン−３−アルコキシ−２Ｅ−ブテン酸
   エステルと反応させて、式▲数式、化学式、表等があり
   ます▼ 〔式中、Ｒは同種または異種の炭素数１〜４のアルキル
   基をあらわす。〕 で示される５，５−ビス−（アルコキシカルボニル）−
   アルコキシ−２Ｅ−ペンテン酸エステルとし、第二の工
   程ｂ）で、塩基の存在下に閉環させて、式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｍはナトリウムまたはカリウムをあらわし、Ｒ
   は前記と同じ意味をもつ。） で示される５−アルコキシカルボニル−３−アルコキシ
   −２−シクロペンテン−１−オンとし、第三の工程ｃ）
   で、塩基の存在下にエステル官能基をケン化し、第四の
   工程ｄ）で、最後に鉱酸の存在下に目的生成物を脱カル
   ボキシル化することを特徴とする１，３−シクロペンタ
   ンジオンの製造方法。
2. （２）工程ａ）で、塩基として、アルカリアルコラート
   、アルカリ金属水酸化物または有機の強塩基を用いる請
   求項１の製造方法。
3. （３）工程ａ）を反応温度０〜１８０℃で行なう請求項
   １または２の製造方法。
4. （４）工程ａ）を極性溶媒を用いて行なう請求項１ない
   し３のいずれかの製造方法。
5. （５）溶媒としてＮ，Ｎ′−ジメチルホルムアミドを用
   いる請求項４の製造方法。
6. （６）閉環反応（工程ｂ）を極性溶媒を用いて０〜１８
   ０℃の温度で行なう請求項１の製造方法。
7. （７）閉環反応の際の塩基として、アルカリアルコラー
   トまたはアルカリ金属水酸化物を用いる請求項１の製造
   方法。
8. （８）工程ｃ）の塩基として、アルカリ金属水酸化物の
   水溶液を用いる請求項１の製造方法。
9. （９）工程ｃ）のケン化を０〜１００℃の温度で行なう
   請求項１ないし８のいずれかの製造方法。
10. （１０）工程ｄ）の脱カルボキシル化反応を鉱酸の水溶
    液を用いて行なう請求項１の製造方法。
11. （１１）工程ａ）、ｂ）と工程ｃ）、ｄ）の反応を、中
    間体を分離することなく行なう請求項１ないし１０のい
    ずれかの製造方法。
12. （１２）式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒは同種または異種の炭素数１〜４のアルキル
    基をあらわす。〕 で示される５，５−ビス−（アルコキシカルボニル）−
    ３−アルコキシ−２Ｅ−ペンテン酸エステル。
13. （１３）５，５−ビス−（エトキシカルボニル）−３−
    メトキシ−２Ｅ−ペンテン酸メチルエステル。
14. （１４）５，５−ビス−（メトキシカルボニル）−３−
    メトキシ−２Ｅ−ペンテン酸メチルエステル。
15. （１５）５，５−ビス−（エトキシカルボニル）−３−
    エトキシ−２Ｅ−ペンテン酸エチルエステル。