JPH0565498B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はイソホロンのようなα，β−不飽和ケ
トンを酸化開裂させることによつてケト酸を製造
する方法に関するものであり、さらに得られたケ
ト酸の脱水によつてジメドンに変えることができ
る。 本発明前、次の式によつて示されるジメドン、
即ち５，５−ジメチルシクロヘキサン−１，３−
ジオンは米国特許第4210596号に示されるように
本発明者の発明により種々のシリルエーテルを製
造するために用いられた。 これらのシリルエーテルは米国特許第4176111
号及び第4176112号に開示されるように湿気硬化
法オルガノポリシロキサンを製造する際のRTV
硬化剤として有用である。ジメドンを製造する方
法の１つは、相当するケト酸又はエステルの環化
によるもので、Blaha等のチエコスロバキア特許
第116788号及びBlaha等の「Collection Czech.
Chem.Conm，30，1214（1965）」に記載されてい
る。しかしBlahaの上記方法は原料が高価なため
経済的には魅力がない。何故なら環化されるケト
酸は普通、当量の酢酸とメシチルオキシド、又は
アクリル酸エステルと当量のアセトンとの縮合反
応によつて得られるからである。従つてジメドン
の前駆物質である５−ケト−３，３−ジメチルヘ
キサン酸を製造するための良い方法を決定するの
にかなりの努力が費やされた。 本発明は、式 を有するα，β−不飽和ケトン、即ちイソホロン
が酸化開裂してアルフア炭素原子を失い、５−ケ
ト−３，３−ジメチルヘキサン酸を生成するとい
う発見に基づいている。イソホロンはアセトンの
縮合により製造される、容易に入手できる市販物
質であるため、ジメドンの合成には満足のいく技
術が利用できる。 本発明者はさらに、イソホロン及びその他の
α，β−不飽和ケトンを酸化開裂する特にすぐれ
た方法はオゾンを使用するものであることを見出
した。さらにまた、イソホロンのオゾン分解中に
形成されるオゾニドの開裂は、過酸化水素及びア
ルカリ金属水酸化物及び相移動触媒を使用すると
十分に行なわれることも見出した。これによつ
て、ケト酸は生成するにつれて有機相から水相へ
選択的に抽出される。その結果オゾニドは生成す
るとすぐに分解するため、潜在的に危険性のある
オゾニドが蓄積することはない。次いで、生成す
るケト酸は水相の酸性化により十分に単離でき
る。 本発明は、本発明以前には反応混合物中に危険
なα，β−不飽和ケトンオゾニド中間体が蓄積す
るオゾン分解によつて為されていたところの酸化
開裂によつて、α，β−不飽和ケトンからケト酸
を製造する方法において、 (1) アルカリ金属ヒドロペルオキシド及び相移動
触媒の存在下、水−有機溶媒の２相混合液中で
α，β−不飽和ケトンのオゾン分解を行ない、
これにより有機相中に形成されるオゾニドの分
解によりケト酸が生成するにつれてこのケト酸
を水相に抽出させ、 (2) ケト酸のアルカリ金属塩を含む水相を酸性化
してケト酸を沈澱し次いで (3) 生成するケト酸を混合液(2)から回収すること
から成る改良方法である。 さらに本発明により、 (4) イソホロンを酸化開裂して５−ケト−３，３
−ジメチルヘキサン酸を生成させ、 (5) 100℃〜150℃において70〜80％濃度の硫酸を
用いて(4)のケト酸を脱水することから成る、ジ
メドンを製造する方法が提供される。 本発明の実施に従つてオゾン分解により酸化開
裂し得るα，β−不飽和ケトンには、次のような
化合物が含まれる。 テストステロン プロゲステロン 前述のオゾン分解に加え、イソホロンを酸化開
裂するのに用いられる他の方法は、例えば二酸化
ルテニウム及びアルカリ金属次亜塩素酸塩の混合
物を用いるものである。 上記オゾン分解法においてオゾニドの分解に使
用される水性ヒドロペルオキシド陰イオンは、３
％〜50％濃度の過酸化水素及び水及びアルカリ金
属水酸化物（例えば水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム等）の混合物から生じるもので、オゾン分
解反応混合液の水相中において等モル量使用すれ
ばよい。 上述のオゾンを利用した酸化開裂法で用いられ
る相移動触媒には例えばC.M.StarksによるJACS
93，195（1971）に記載されているような第四アン
モニウム及びホスホニウム塩がある。α，β−不
飽和ケトン１モルにつき相移動触媒約0.001〜0.1
モルの割合で良好な結果が得られることがわか
り、好ましいのはα，β−不飽和ケトン１モルに
つき相移動触媒0.01〜0.05モルである。 本発明の実施において、イソホロンの酸化開裂
は種々のオレフイン開裂剤を使用して行うことが
でき、それには過ヨウ素酸ナトリウム又は次亜塩
素酸ナトリウムと四酸化ルテニウムの併用、過マ
ンガン酸カリウムと過ヨウ素ナトリウムの併用、
オゾン分解法のためのオゾン等がある。クロロホ
ルム、塩化メチレン等の種々の有機溶媒の存在下
で−20℃〜35℃の範囲の温度が使用できる。 酸化開裂は、相移動触媒及びアルカリ金属ヒド
ロペルオキシドを共に用いるオゾン分解によつて
行なわれるのが好ましい。好ましい方法をより詳
しく説明するのには、次に示す反応機構が役立つ
であろう。ここでＭはアルカリ金属イオンであ
り、ＲはC_(1-16)の１価脂肪族有機基又はC_(6-13)の
芳香族有機基である。 (1) α，β−不飽和ケトンO₃ ――――――→ 有機溶媒オゾニド（有機相） (2) H₂O₂＋MOHHOO^-M⁺＋H₂O（水相） (3) HOO M⁺＋R₄N⁺X^-R₄N^+-OOH（水相） (4) R₄N^+-OOH（水相）R₄N^+-OOH（有機相） (5) R₄N⁺OOH^-オゾニド→ケト酸 (6) ケト酸＋塩基→塩（水相） (6)のケト酸を脱水環化すると１，３−シクロジ
オンが形成される。好ましくはHenshall等のJ.
Am.Chem.Soc.776656（1955）にあるように100℃
〜150℃の温度で70％〜80％濃度を有する硫酸を
使用する。 この分野の技術者が本発明を実施しやすいよう
に次の実施例を示すが、これは説明のためで限定
のためではない。部はすべて重量による。 実施例１ （参考例） イソホロン2.8部及び過ヨウ素酸ナトリウム2.5
部をアセトン200部及び水40部に溶かした溶液に、
固体状酸化ルテニウム0.15部を添加する。得られ
る黄色溶液をかく拌しながら、１時間以上かけて
過ヨウ素ナトリウム５部、水50部及びアセトン20
部を添加する。得られる懸濁液を室温で48時間か
く拌し、次にセライト（Celite）を通してろ過す
る。このろ液を次に塩化メチレンで抽出する。有
機相はCHCl₃で抽出される。塩基性洗液を酸性化
すると５−ケト−３，３−ジメチルヘキサン酸が
２部、つまり63％の収率で得られる。 過ヨウ素酸塩の代わりに次亜塩素酸ナトリウム
を用いて上と同じ酸化方法をくり返す。イソホロ
ン56部の塩化メチレン約200部溶液へ、次亜塩素
酸ナトリウム５％水溶液を約2700部ゆつくり添加
する。発熱反応のため塩化メチレンが還流する。
添加完了後すぐに有機相を分析すると、イソホロ
ンはすべて反応したことがわかる。水層を炭酸ナ
トリウムで塩基性にして反応混合液をろ過する。
水相を塩化メチレンで洗浄し、次に濃塩酸及び塩
化メチレンの２相混合物へゆつくり添加すること
により酸性化する。有機相を分離し、水相は新し
い塩化メチレンで数回抽出する。有機層を合わせ
て、乾燥、蒸発させると37.7部の５−ケト−３，
３−ジメチルヘキサン酸が得られる。 オゾンでイソホロンを酸化開裂するためには別
の操作を用いる。オゾンをイソホロン4.2部及び
メタノール約75部の混合液に−60℃において添加
する。反応混合液を分析するとオゾンの添加完了
後約１時間で反応が完結する。次に混合液に
0.6N硝酸溶液を10部添加し、この混合液を約３
時間50〜60℃に加熱する。反応が完了すると、混
合液はヨウ素デンプン試験で呈色しない。この混
合液をエーテルで抽出し、生成したケト酸を前述
のように集める。89.6％の収率でケト酸が得られ
る。NMR、IR及び質量分析により同定された。 ５−ケト−３，３−ジメチルヘキサン酸５部及
び73％硫酸15部の溶液を130〜135℃の油浴で１時
間加熱する。次に冷却した溶液を氷及びクロロホ
ルムを含む分液漏斗に注ぐ。水相を別のクロロホ
ルムで３回洗う。有機抽出物を合わせて乾燥、蒸
発を行なう。ジメドンが82.3％の収率で得られ
る。これはさらにトルエンより再結晶される。 実施例 ２ ウエルスパツハ（Welsbach）のオゾン発生器
で発生したオゾンをイソホロン15部、30％過酸化
水素15.5部、水酸化ナトリウム5.1部、アドゲン
（Adogen）464（アルドリツチ・ケミカル・カン
パニイ：Aldrich Chemical Companyから市販
された相移動触媒のメチルトリアルキルアンモニ
ウムクロリド（アルキル基は８〜10の炭素原子
数）の商品名。MW約401）0.2部及び塩化メチレ
ン約25部から成る−５℃に冷却した混合液中にか
く拌しながら導入する。ガスクロマトグラフイー
でイソホロンが検出されなくなるまでオゾンを入
れる。次に混合液をさらに２時間かく拌し、水相
を分離して酸性化する。５−ケト−３，３−ジメ
チルヘキサン酸が12部即ち収率76％で得られる。
実施例１の方法によつて硫酸を用い上記ケト酸を
脱水する。85％の収率でジメドンが得られる。 実施例 ３ オゾンを−78℃で30分間３−メチル−２−シク
ロヘキセノン20ｇの塩化メチレン10mlに溶かした
溶液に通す。この混合液を−20℃まで暖め、30％
過酸化水素3.0ｇを50％NaOH3.0ｇに溶かした溶
液で処理する。アドゲン464を１滴加え、２相混
合物を１時間激しくかく拌する。水相を分離し、
酸性化して、次にエーテルで抽出する。エーテル
を除去すると1.12ｇ（48％）の５−ケト−ヘキサ
ン酸が得られる。このメチルエステルのIRスペ
クトルを同じ化合物の既知のスペクトルと比較す
ることによりこの酸を同定した。 ３−メチル−２−シクロヘキセノンの代わりに
プロゲステロン0.944部を用いて同じ操作をくり
返す。M.P.169〜171℃を有する生成物が0.84部、
即ち84％の収率で得られる。製造方法及びスペク
トルのデータより生成物は次の通りである。 同様にしてコレステノン1.15ｇではm.p.147〜
148℃で次式を有するケト酸が0.9ｇの収量で得ら
れる。 上記実施例は本発明の方法を実施する際に用い
る数多くの例のうち数例に関するにすぎないが、
本発明の方法は、５−ケト−３，３−ジメチルヘ
キサン酸を製造し、このケト酸を相当する１，３
−環状ジオンに環化するためにイソホロンを酸化
開裂するその他の方法同様、本発明のオゾン分解
によつてずつと広範囲の種々のα，β−不飽和ケ
トンから相当するケト酸をもたらすことを指向す
るものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 反応混合液中に生成したオゾニドが蓄積する
   と危険なオゾン分解を利用してα，β−不飽和環
   状ケトンを開裂することにより、α，β−不飽和
   環状ケトンからケト酸を製造する方法において、 α，β−不飽和環状ケトンとオゾンとの反応に
   より、有機相に生成したオゾニドの分解を、アル
   カリ金属ヒドロペルオキシド及び相移動触媒の存
   在下で、水−有機溶媒の２相混合液において加速
   することを特徴とする方法。 ２ α，β−不飽和環状ケトンがイソホロンであ
   る特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ アルカリ金属ヒドロペルオキシドがナトリウ
   ムヒドロペルオキシドである特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。