JPH0380786B2

JPH0380786B2 -

Info

Publication number: JPH0380786B2
Application number: JP62293998A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Hirai; Keizo Furuhashi; Atsushi Yoshizawa; Isa Nishama; Michimutsu Fukumasa
Original assignee: Nippon Mining Co Ltd
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1987-11-24
Filing date: 1987-11-24
Publication date: 1991-12-26
Also published as: JPH01135740A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、カイラルスメクチツク相を取り得る
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２−アルキル−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
ジアストレオマーを加水分解する方法〔Lin
Guoqiang，他、アクタケミカスカンジナ
ビカ（Acta Chemica Scandinavica）B38P795
〜801〕、及び光学活性を有する３−メトキシ−２
−フエ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〔Stybjoern Bystroem，他、テ
トラヘドロン（Tetrahedron）37p2249〜2254〕
等不斉合成による方法が、提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］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
テツ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つた。

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−アルキル−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、本発明の目的は、簡単な反応ステツプから成
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、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、次いで加水分解する
ことにより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。

本発明にいう２−アルキル−１−アルカン酸を
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−エチルヘ
プタン酸、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−エチルヘプタダカン酸、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−プロピルヘプタン酸、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−プロピルヘプタデカン酸、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 ¹H−NMR（CDCl₃中，TMS基準，ppm）：
11.8（ｓ，1H）、2.3（ｍ，1H）、1.6（ｍ，2H）、
1.4（ｍ，2H）、1.3（bs，8H）、0.9（ｔ，6H） IR（neat，cm^-1）：2920、1700、1450 〔α〕²⁵ _D：＋0.753 （＋）２−プロピルデカン酸 ¹H−NMR（CDCl₃中，TMS基準，ppm）：
12.5（ｓ，1H）、2.3（ｍ，1H）、1.3（bs，18H）、
0.9（ｔ，6H） IR（neat，cm^-1）：2920、1700、1450 〔α〕²⁵ _D：＋0.143 本発明は、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％ee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−オレフインを含有
する培地で好気的条件下に反応させることによつ
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−オレフイ
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−80℃〜200℃（ただし低沸点の有機溶
媒の場合は還流温度まで）の温度範囲で攪拌しな
がら滴下し、１〜120時間反応させ、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モルを使用することが好ましい。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イー等
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
がらゆつ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
フイ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、これにフエノールを反応させて４−アルカ
ノイルフエノールを得、次いで、この４−アルカ
ノイルフエノールと4′−アルコキシビフエニル−
４−カルボン酸とをエステル化させることによ
り、カイラルスメクチツ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−エチルオクタン酸の合成トリエチルアルミニウムの１モル濃度のヘキサ
ン溶液1.5に、窒素気流下で、〔α〕²⁵＋14.4゜
（neat）の（Ｒ）−１，２−エポキシオクタン
128.1ｇ（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1.5に注ぎ、ヘ
キサン1.5で抽出し、ヘキサン層を水1.5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（99〜103℃／８mmＨｇ）し、
純度94.6％の２−エチル−１−オクタノール60.1
ｇを得た。尚、純度はガスクロマトグラフイーに
より測定した。また、上記純度の２−エチル−１
−オクタノールの比旋光度〔α〕²⁵ _Dは＋2.4（neat）
だつた。

このようにして得られた（＋）２−エチル−１
−オクタノール5.12ｇ（32.3m mol）に水60mlと
濃硫酸9.12ｇを加えた後、攪拌しながら、過マン
ガン酸カリウム9.96ｇ（63.0m mol）を反応温度
22〜28℃に保ちながらゆつくり加えた。その後、
反応混合物にエーテル50ml、亜硫酸水素ナトリウ
ム10.21ml及び氷水30mlを加え、これらを氷水60
ml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30ml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。別後、減圧蒸留（107〜111℃／
1.1mm／Ｈｇ）し、前述した理化学的性質を有す
る（＋）２−エチルオクタン酸を2.92ｇ（収率52
％）得た。

参考例１上記で得られだ（＋）２−エチルオクタン酸
2.72ｇ（15.8m mol）とチオニルクロリド2.48ｇ
（20.8m mol）をフラスコに入れ、攪拌しながら、
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〕²⁵ _D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12.2mlにフエノール
1.47ｇ（15.6m mol）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8.24ｇ（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2.95ｇ
（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60mlと
クロロホルム70mlとを加え、これを、氷水100ml
に濃塩酸14ml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、別、濃縮後、赤褐色の液体3.78ｇを得た。
これをシリカゲルによるカラムクロマトグラフイ
ー及び薄層クロマトグラフイーで分離し、赤褐色
液体の（＋）４−（２−エチルオクタノイル）フ
エノール1.08ｇ（純度84％、収率46％）を得た。

次に、塩化メチレン10mlに、上記の方法で得た
（＋）４−（２−エチルオクタノイル）フエノール
500mg（2.0m mol）、4′−オクチルオキシビフエ
ニル−４−カルボン酸660mg（2.0m mol）及び４
−ジメチルアミノピリジン20mgを加えた混合物
に、Ｎ，N′−ジシクロヘ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、過し、液を塩化メ
チレンで抽出、水洗、乾燥した。濃縮後、カラム
クロマトグラフイーで単離し、固体結晶物210mg
（0.38m mol）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）フエニル，4′−オクチルオキシビフエニ
ル−４−カルボン酸エステルであることが確認さ
れた。

¹H−NMR（CDCl₃中，TMS基準，ppm）：
8.3（ABq，2H）、8.1（ABq，2H）、7.7（ABq，
2H）、7.6（ABq，2H）、7.3（ABq，2H）、7.0
（ABq，2H）、4.0（ｔ，2H）、3.4（ｍ，1H）、
1.9〜1.4（ｍ，4H）、1.4〜1.2（ｍ，20H）、0.9
（ｔ，9H） IR（KBrcm^-1）：2950〜2850、1735、1680、
1600 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℃／min）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
クテツクＣ相となり、103.3℃でスメクテツクＡ
相の液晶に変化した後、113.3℃で等方性液体と
なつた。また、降温過程では、114.2℃でスメク
テツクＡ相の液晶状態と成り、102.6℃でカイラ
ルスメクラツク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
なつた。

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、100Hz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／cm²と非常に大きい自発分極を示した。

実施例２（＋）２−プロピルデカン酸の合成（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
〜101℃／0.5mmＨｇ）することにより、純度96.7
％、比旋光度〔α〕²⁵ _Dが−2.0（neat）の（−）２
−プロピル−１−デカノール9.4ｇを得、この
5.07ｇ（25.3m 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1.75ｇ（14.7m
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2.39ｇ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2.33ｇ（9.36m
mol）を用いて、同様の操作を行つた。この結
果、高粘性で赤褐色の（＋）４−（２−プロピル
デカノイル）フエノール0.77ｇを得た。

次いで、参考例１の（＋）４−（２−エチルオ
クタノイル）フエノールの代りに（＋）４−（２
−プロピルデカノイル）フエノールを用いて、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）フエニル，
4′−オクチルオキシビフエニル−４−カルボン酸
エステルを得た。

¹H−NMR（CDCl₃中，TMS基準，ppm）：
8.3（ABq，2H）、8.1（ABq，2H）、7.7（ABq，
2H）、7.6（ABq，2H）、7.3（ABq，2H）、7.0
（ABq，2H）、4.0（ｔ，2H）、3.4（ｍ，1H）、
1.9〜1.4（ｍ，4H）、1.4〜1.2（ｍ，20H）、0.9
（ｔ，9H） IR（KBr cm^-1）：2900、2850、1735、1680、
1600 Mass：598（M⁺）この化合物の液晶性について実施例１と同様の
方法で観察した結果、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
ルスメクテツクＣ相の液晶に、66.2℃でスメクチ
ツクＡ相に変化した後、83℃で等方性液体となつ
た。また、降温過程では、85.0℃でスメクテツク
Ａ相の液晶状態と成り、69.9℃でカイラルスメク
テツク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
なつた。

［発明の効果］本発明は、２−アルキル−１−アルカン酸を簡
単な反応ステツプで、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

【特許請求の範囲】

１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、次いで、加水分解することによ
り、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。